UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERÍAS SEDE QUITO – CAMPUS SUR CARRERA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS
MENCIÓN ROBÓTICA E INTELIGENCIA ARTIFICIAL
“DISEÑO Y DESARROLLO DE UN SISTEMA EXPERTO PARA EL MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y CORRECTIVO DE LAS FALLAS MÁS COMUNES EN EL SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA Y SISTEMA DE ESCAPE DE LOS MOTORES A GASOLINA DE CUATRO TIEMPOS DE AUTOMÓVILES GENERAL MOTOR, NO DE SERVICIO PÚBLICO, QUE CIRCULAN EN EL DISTRITO METROPOLITANO DE QUITO, APLICANDO COMO OPERADOR DE CONOCIMIENTO PARA LAS CONCLUSIONES DEL ANÁLISIS LOGICA FUZZY”
TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO DE SISTEMAS
ALEXANDRA ELIZABETH CAZAR IBARRA SANDRA XIMENA HEREDIA LEMA
DIRECTOR ING. JOSÉ LUIS AGUAYO
Quito, febrero del 2007
INDICE 1.1 EL PROBLEMA........................................................................... 4 2.1 SISTEMAS DEL AUTOMÓVIL................................................ 11 2.1.1 PARTES DEL MOTOR ................................................................................... 11 2.1.2 FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE CUATRO TIEMPOS..................... 12 2.1.3 SISTEMA DE ALIMENTACIÓN.................................................................... 15 2.1.3.1 SISTEMAS DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA MULTIPUNTO............ 19 2.1.3.1.1 ELEMENTOS DEL SISTEMA MULTIPUNTO....................................21 2.1.3.2 SISTEMA DE ESCAPE............................................................................. 28 2.1.4 SISTEMA DE CONTROL................................................................................ 31 2.1.5 SENSORES....................................................................................................... 32 2.1.6 DEFINICIÓN DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y MANTENIMIENTO CORRECTIVO......................................................................... 41 2.2.1 INTRODUCCIÓN A LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL ............................. 44 2.2.2 DEFINICIÓN DE LOS SISTEMAS EXPERTOS............................................ 45 2.2.3 APLICACIONES DE LOS SISTEMAS EXPERTOS...................................... 45 2.2.4 VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LOS SISTEMAS EXPERTOS 46 2.2.5 ARQUITECTURA DE UN SISTEMA EXPERTO......................................... 47 2.2.6 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS EXPERTOS.................................... 56
2.3 LÓGICA DIFUSA...................................................................... 59 2.3.1 INTRODUCCIÓN A LA LÓGICA DIFUSA................................................... 59 2.3.2 CONCEPTOS DE LÓGICA DIFUSA............................................................. 59 2.3.3 CONJUNTOS DIFUSOS.................................................................................. 60 2.3.4 FUNCIONES DE PERTENENCIA.................................................................. 62 2.3.5 OPERACIONES ENTRE LOS CONJUNTOS DIFUSOS............................... 65 2.3.6 ARQUITECTURA GENERAL DE UN SISTEMA BASADO EN LÓGICA DIFUSA....................................................................................................................... 67 2.3.8 APLICACIONES Y VENTAJAS DE LA LÓGICA DIFUSA......................... 69
......................................................................................................... 75 Artículo I. 3.1 DESARROLLO DE UN SISTEMA EXPERTO...... 76 3.2 DIAGRAMAS UML................................................................... 83 3.2.1 DIAGRAMAS DE CASOS DE USO............................................................... 84 3.2.2 DIAGRAMAS DE CLASES............................................................................. 90 3.2.3 DIAGRAMAS DE SECUENCIA..................................................................... 94 3.2.4 DIAGRAMAS DE ESTADO............................................................................ 99
4.1 PRUEBAS DEL SISTEMA...................................................... 101 4.2 RESULTADOS DEL SISTEMA.............................................. 111 4.3 COSTOS DEL SISTEMA......................................................... 114 CONCLUSIONES ......................................................................... 117 RECOMENDACIONES................................................................. 119 BIBLIOGRAFÍA............................................................................. 120
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CAPITULO I: DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
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1.1 EL PROBLEMA El país al encontrarse en vías de desarrollo va abriéndose a nuevas propuestas tecnológicas que permitan desarrollar respuestas a tareas tediosas, repetitivas o peligrosas que antes solo las podía realizar el ser humano, dichas tareas implicaban esfuerzo, tiempo y riesgos innecesarios. Con el desarrollo de los sistemas mecatrónicos (los cuales se basan en la recolección de señales y procesamiento de las mismas para generar fuerza y movimientos como salida) y de la inteligencia artificial, este tipo de tareas antes realizadas de forma manual se las ha podido simplificar mediante la aparición y desarrollo varias soluciones como son los sistemas expertos los mismos que permiten ahorrar tiempo y esfuerzo realizando estas tareas de forma más eficiente
Figura 1. 1 Mecatrónica Fuente: http://es.wikipedia.org/mecanica_de_presición.htm Visitada: 18/10/2007
En la actualidad las mecánicas automotrices tradicionales no cuentan con un sistema que ayude con el mantenimiento preventivo y diagnóstico de fallas que sea rápido y económico, prevaleciendo aún el diagnóstico con procedimientos empíricos. Al problema anterior se suma que algunas personas prefieren llevar sus automóviles a un chequeo solo cuando estos ya presentan fallas graves, c u yo s arreglos alcanzan considerables sumas de dinero, aunando con esto a la
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gravedad de circular con automóviles que al no encontrarse en óptimas condiciones pueden ocasionar graves accidentes poniendo en riesgo su vida y la de los demás. El usuario a veces desconoce cuales son las señales de una falla y si se le resta importancia, ignorando el mantenimiento p r e v e n t i v o y/ o c o r r e c t i v o , s e p o d r í a a c o r t a r l a v i d a ú t i l d e l automóvil. El automóvil a gasolina consta de muchos sistemas que lo conforman y de ellos solo en el motor existen 5, a saber: sistema de alimentación, sistema de encendido, sistema de refrigeración, sistema de lubricación y sistema de distribución. Además según las estadísticas1 gran parte de los problemas se encuentran en el sistema inyección y escape, los mismos que varían dentro de una misma marca entre los distintos modelos. Se ha considerado prudente tomar en cuenta únicamente los sistemas de inyección electrónica debido a las ventajas que e s t e t i e n e s o b r e e l c a r b u r a d o r , ya q u e u n a d e s u s m a y o r e s desventajas es que la mezcla de combustible con el aire debe ser lo bastante rica para asegurar que los cilindros más lejanos al carburador tengan suficiente combustible lo que hace que en los cilindros más cercanos se tenga una mezcla excesivamente rica, provocando un gran consumo de combustible y problemas al momento de controlar las emisiones. A d i f e r e n c i a d e l c a r b u r a d o r l o s s i s t e m a s d e i n ye c c i ó n electrónica poseen varias ventajas entre las que podemos mencionar se encuentran el consumo reducido de combustible, mayor potencia en el motor, gases de escape menos contaminantes, tiempos de arranque mas breves y una aceleración más rápida. Como se muestra en la figura 1.2 existen diversos sistemas de in yección electrónica, los mismos que se clasifican de acuerdo a l a u b i c a c i ó n d e l i n ye c t o r , f o r m a d e i n y e c t a r , s e g ú n e l n ú m e r o d e i n ye c t o r e s y s e g ú n e l s i s t e m a d e l e c t u r a , d e n t r o d e la tercera clasificación se encuentra el sistema multipunto que servirá de base para el desarrollo del software debido a que
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Fuente CORPAIRE - CACOR 07 de septiembre del 2007
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los modelos Astra, Optra, Aveo y Corsa utilizan este tipo de sistema de inyección.
de
la
Chevrolet
Figura 1. 2 Tipos de Sistemas de Inyección Fuente: Manual Técnico de Full Inyección, 2006
En lo concerniente al sistema de escape los problemas más frecuentes generalmente tienen que ver con la intensidad del sonido que se produce en este y el nivel de contaminación de los gases emitidos por el automóvil. Los ruidos producidos por el escape y la marcha de los automóviles no deben sobrepasar los mínimos necesarios establecidos por las normas de la Unión Europea, los mismos que establecen los valores máximos para los vehículos2: Turismo y furgonetas Camiones, autobuses y tractores Motocicletas Motocicletas pequeñas
de de 84 de
80 dB hasta 84 dB 85 dB hasta 89 dB dB 73 dB hasta 79 dB
Debido a que la topografía de Quito es irregular y su altura sobre el nivel del mar, la combustión de los hidrocarburos se 2
Manual Técnico de Full Inyección, Diseli,3ra Ed, Tomo II, Guayaquil, 2006
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v e l i m i t a d a p o r q u e e l a u t o m ó v i l d e b e r e a l i z a r m a yo r e s f u e r z o para circular por las pronunciadas cuestas, aunando a lo anterior los altos niveles de azufre que contienen los combustibles, provocan un mayor desgaste de los motores y altas emisiones de azufre a la atmósfera. En lo que a emisión de gases de los automóviles3 se refiere, deben ser controlados los niveles de monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (CH), óxidos de nitrógeno (NOx) y restos de plomo debido a que son nocivos para los seres vivos. Por ejemplo el monóxido de carbono (CO), se forma cuando el carbono de los combustibles no se quema completamente y afecta especialmente a las personas que sufren enfermedades cardiovasculares y respiratorias, sin embargo las personas que gozan de buena salud pueden también experimentar problemas como la disminución de las operaciones intelectuales y de concentración, la capacidad de respuesta, irritabilidad, complicaciones en el desarrollo fetal, embolias de corazón o cerebro, problemas visuales y que en niveles extremos podrían incluso producir la muerte. Las emisiones4 de dióxido de nitrógeno (NO2) y de azufre (SO2) provocan enfermedades respiratorias, alteran los mecanismos pulmonares de defensa y agravan las enfermedades cardiovasculares existentes.
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Corporación para el Mejoramiento del Aire de Quito Corporación para el Mejoramiento del Aire de Quito
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Figura 1. 3 Tráfico vehicular de Quito Fuente: Corpaire, http://prueba.corpaire.org/paginas/articulos.html
Con el paso de los años la demanda automotriz a crecido desmesuradamente5 pues el ritmo de crecimiento varía entre el 5% y el 7% anual a nivel nacional, pero en Quito esta tasa bordea el 10% lo que genera serios problemas no solo para la movilidad sino también para la calidad de aire de la ciudad En la actualidad existen varios programas (software) con la finalidad de diagnosticar las fallas, como por ejemplo: Autodata el cual provee los datos técnicos, tiempos de reparación, acceso a códigos de averías, autodiagnosis, entre otros, sin embargo este software cuenta con algunas desventajas siendo una de las primordiales el excesivo costo por las licencias, además su gran complejidad lo que permite que solo personas especializadas puedan manejar un lenguaje tan técnico limitando sus usuarios; motivo por el cual en países como el nuestro no es una herramienta tan conocida ni utilizada. Por tanto, en la actualidad no existe un software de uso común para las mecánicas automotrices del Distrito M e t r o p o l i t a n o d e Q u i t o q u e a p o ye n a l a d e t e c c i ó n d e f a l l a s , sistematicen el proceso y generen un registro de cada 5
http://prueba.corpaire.org/paginas/articulos.html
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automóvil en una base de datos para dar un seguimiento al mismo, en lo referente a su mantenimiento preventivo y correctivo. Para el análisis de las fallas más comunes que presentan los automóviles en los sistemas de inyección y escape se utilizará como operador del conocimiento la lógica Fuzzy debido a que e n l a m a yo r í a d e l o s c a s o s l a s f a l l a s n o s e d e b e n s o l o a u n a sola causa y usualmente se deben a múltiples problemas, por lo que sería más conveniente utilizar está lógica preferentemente a la lógica tradicional.
E l s i s t e m a e x p e r t o q u e s e d e s a r r o l l a r á a yu d a r á a l m e c á n i c o a determinar de forma más rápida y confiable cual parte de los sistemas de inyección y escape del motor, se encuentra con falla, permitiéndole desempeñar su trabajo de forma inmediata siguiendo un proceso científico, evitando el chequeo minucioso por prueba y error de la forma tradicional como se lo realiza común y actualmente a los automóviles. La necesidad de un software que use inteligencia artificial para alcanzar este objetivo se muestra a través de las múltiples publicaciones (escritas, videos, etc.) que existen y e v i d e n c i a n l a f a l t a d e u n a a yu d a i n t e l i g e n t e p a r a e l diagnóstico de fallas que se pueda usar en los talleres automotrices del Distrito Metropolitano de Quito. La razón por la que se utilizará lógica Fuzzy es debido a que l o s s i s t e m a s d e i n ye c c i ó n y e s c a p e d e l o s a u t o m ó v i l e s s o n complejos y un sistema desarrollado con lógica tradicional no sería muy útil porque las fallas no se corresponden a la lógica Booleana
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CAPITULO II: MARCO TEORICO
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2.1 SISTEMAS DEL AUTOMÓVIL El automóvil se encuentra constituido básicamente por un bastidor sobre en cual se montan: el motor, el embrague, la caja de cambios, la transmisión, el puente trasero, la dirección, la suspensión y los frenos. De los sistemas nombrados anteriormente solo se estudiarán a fondo el motor y su sistema de alimentación.
2.1.1 PARTES DEL MOTOR
Figura 2. 1 Partes del Motor Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
Como se muestra en la figura 2.1 el motor se encuentra constituido por las siguientes partes: un cilindro, émbolo o pistón, la culata, la biela, bancada, cárter, cámara de compresión o de explosión, bujía, válvula de escape, válvula de admisión, cigüeñal, muñequilla de cigüeñal, volante del cigüeñal. Dentro del cilindro se desliza el pistón con movimiento alternativo de arriba abajo periódicamente. La parte superior del cilindro se cierra mediante la culata. Tanto las paredes del cilindro como la culata se encuentran en contacto con una cámara de agua para su enfriamiento. La cámara de compresión es aquel espacio que se forma cuando el pistón esta en la parte superior de su recorrido. La biela es la pieza que une el pistón con el cigüeñal.
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El volante del cigüeñal es un disco pesado unido al extremo del cigüeñal y es quien acumula el esfuerzo de giro y cuando cesa el impulso motriz originado por la explosión, hace que el cigüeñal siga girando para que así la biela suba al pistón. En la cámara de compresión y montadas en la culata hay dos válvulas y una bujía. La válvula de admisión es la que regula el paso de la mezcla al interior del cilindro y la válvula de escape permite que salgan los gases quemados hacia el exterior. La bujía genera una chispa eléctrica en el momento oportuno para provocar el encendido de la mezcla. La bancada es la base o armazón del motor. El cárter atornillado a la parte inferior de la bancada, cierra el conjunto y sirve como depósito del aceite del engrase del motor
2.1.2 FUNCIONAMIENTO DEL MOTOR DE CUATRO TIEMPOS Cuando el pistón alcanza el punto máximo en su recorrido hacia arriba se dice que se encuentra en el punto muerto superior (PMS). Igualmente cuando el pistón se encuentra en la parte más baja de su recorrido se dice que se encuentra en el punto muerto inferior (PMI). La distancia que separa los dos puntos muertos se llama carrera. Cuando el pistón termina una carrera, el cigüeñal gira media vuelta, los motores de cuatro tiempos realizan su ciclo completo en dos vueltas del cigüeñal. Los cuatro tiempos del motor son: admisión, compresión, explosión y escape. L a Ad m i s i ó n : e s l a p r i m e r a f a s e o t i e m p o d e f u n c i o n a m i e n t o del motor en el cual se abre la válvula de admisión y desciende el pistón. La depresión originada en el cilindro por el aumento del espacio que va dejando el pistón, hace que la mezcla de aire y gasolina pase a llenar ese espacio, cerrándose la válvula de admisión al finalizar la carrera de descenso del pistón, en esta primera fase el cigüeñal a girado media vuelta.
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Figura 2. 2 Primer Tiempo Admisión Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
La Compresión: cuando el cigüeñal gira la media vuelta siguiente, las dos válvulas están cerradas y el pistón sube comprimiendo la mezcla de aire y gasolina, hasta reducir su volumen al espacio que forma la cámara de compresión. Se debe tomar en cuenta que tanto la válvula de admisión como la de escape en esta fase se encuentran cerradas. En esta segunda fase el cigüeñal a girado una vuelta.
Figura 2. 3 Segundo Tiempo Compresión Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
La Explosión: cuando la mezcla esta comprimida en la cámara, se produce el salto de la chispa en la bujía, que enciende la mezcla y provoca la explosión de la misma. La combustión de la mezcla es muy rápida y genera gran cantidad de calor que aumenta la temperatura del gas y eleva mucho más la presión que había al final de la compresión. En este momento, el pistón que ha superado el punto muerto superior comienza a bajar empujando con fuerza por la expansión de los gases calientes. A medida que baja el pistón aumenta el volumen que ocupan los gases los mismos que se van enfriando y perdiendo presión. Esta carrera descendente 13
del pistón, hace girar el cigüeñal otra media vuelta, que es la que proporciona la fuerza para que funcione el motor. Se debe tomar en cuanta que tanto la válvula de admisión como la de escape en esta fase se encuentran cerradas
Figura 2. 4 Tercer Tiempo Explosión Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
El Escape: cuando el pistón llega al punto muerto inferior, se abre la válvula de escape y a través de ella, el pistón, que ya sube, expulsa los gases quemados hacia el exterior, completándose así el ciclo de funcionamiento, ya que al terminar esta fase se habrán completado las dos vueltas.
Figura 2. 5 Cuarto Tiempo Escape Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
Para esto el motor necesita de un sistema de alimentación que haga llegar el combustible a su interior, en condiciones de ser quemado. Además debe disponer de un sistema de encendido para iniciar la combustión y como consecuencia de las altas temperaturas producidas en el interior del motor es necesario también un circuito de refrigeración del mismo. El motor está compuesto por una gran cantidad de piezas m e t á l i c a s q u e g i r a n o s e d e s l i z a n e n t r e s í y p a r a q u e n o h a ya
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contacto entre metal y metal, provocando desgaste, se interpone una película de aceite del cual se encarga el sistema de lubricación.
2.1.3 SISTEMA DE ALIMENTACIÓN Antiguamente los motores de combustión interna poseían un carburador que era el encargado de la alimentación de combustible hacia el motor, y consistía en mezclar el aire que aspiraba el motor con la gasolina resultando un proceso bastante empírico e inexacto. Con el pasar de los años los motores requerían mayor potencia por lo que se diseñó un sistema que mejore las características del carburador y provea mayores ventajas. E s t o d i o l u g a r a l o s s i s t e m a s d e i n ye c c i ó n e l e c t r ó n i c a , l o s cuales no utilizan el mismo principio de funcionamiento que los carburadores sino que la gasolina es inyectada directamente antes de cada válvula de admisión y la cantidad de gasolina requerida es determinada por la unidad electrónica de control (ECU) la misma que recibe señales desde los sensores de temperatura del aire, del agua de refrigeración, y de otros sensores que están influidos por la presión en el colector, la composición de los gases de escape, el distribuidor de encendido, etc.
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Figura 2. 6 Esquema de los Componentes Básicos De Un Motor Con Inyección Electrónica a Gasolina Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
L a s v e n t a j a s q u e s e o b t u v i e r o n c o n e l s i s t e m a d e i n ye c c i ó n electrónica son: •
Mejorar la pulverización del combustible debido a que la gasolina entra en forma de un fino rocío lo cual permite eliminar la formación de gotas.
•
D i s t r i b u i r m e j o r e l c o m b u s t i b l e ya q u e t o d o s l o s cilindros se llenan por igual con la misma relación de aire-combustible.
•
Disminuir el consumo de Economiza gasolina debido a que a diferencia de los carburadores, no forma una mezcla de combustible demasiado elevada para poder garantizar una correcta alimentación en todos los c i l i n d r o s , s i n o q u e u t i l i z a i n ye c t o r e s g r a c i a s a l o s cuales la entrega de combustible es precisa y controlada.
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•
Menor contaminación por parte de los gases de e s c a p e ya q u e l o s s i s t e m a s d e i n y e c c i ó n c o n t r o l a n a cada instante la cantidad de combustible respecto a la cantidad de aire, lo que permite reducir la concentración de elementos contaminantes.
•
Incrementar la potencia del motor.
•
Mejor arranque en frío.
•
S i m p l i f i c a r e l m e c a n i s m o ya q u e e x i s t e n m e n o r c a n t i d a d d e p i e z a s m ó v i l e s , l o q u e d i s m i n u ye l a posibilidad de fallas del mecanismo.
Los sistemas manera:
de
inyección
se
clasifican
de
la
siguiente
o De acuerdo al procedimiento empleado para conseguir la dosificación del combustible: •
Sistema Mecánico: El sistema de inyección mecánico no precisa ningún accionamiento por parte del motor. La i n ye c c i ó n e s c o n t i n u a y l a d o s i f i c a c i ó n s e o b t i e n e e n función del volumen del aire aspirado por el motor. Este t i p o d e s i s t e m a s ya n o s e u s a n e n l a a c t u a l i d a d d e b i d o a que las estrictas medidas de regulación ambiental lo prohíben.
•
Sistema Electrónico: El sistema de inyección electrónico inyecta gasolina en todos los conductos de admisión, de forma intermitente, en cantidades controladas por la unidad de control electrónico.
o D e a c u e r d o a l l u g a r d o n d e i n ye c t a n : •
I n y e c c i ó n D i r e c t a : E n e l s i s t e m a d e i n ye c c i ó n d i r e c t a , e l i n ye c t o r i n t r o d u c e e l c o m b u s t i b l e d i r e c t a m e n t e e n l a cámara de combustión
Inyección Indirecta: En este s i s t e m a e l i n ye c t o r introduce el combustible en el colector de admisión, por sobre la válvula de admisión la cual no necesariamente tiene que estar abierta. La figura 2.7 muestra estos tipos de inyección: •
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Figura 2. 7 Inyección Directa E Indirecta Fuente: http://www.mecanicavirtual.org visitada el 25/10/2007
o
o
De acuerdo al tipo de inyección: •
I n y e c c i ó n C o n t i n u a : E n e l s i s t e m a d e i n ye c c i ó n c o n t i n u a , l o s i n ye c t o r e s i n t r o d u c e n e l c o m b u s t i b l e d e forma continua en los colectores de admisión.
•
Inyección Intermitente: En el sistema de inyección intermitente, los inyectores introducen el combustible de forma intermitente, es decir el inyector abre y cierra según recibe órdenes de la unidad electrónica de control.
D e a c u e r d o a l n ú m e r o d e i n ye c t o r e s : •
Inyección M o n o p u n t o : E n e l s i s t e m a d e i n ye c c i ó n monopunto hay solamente un inyector que introduce el combustible en el colector de admisión después de la mariposa de gases.
•
Inyección Multipunto: En el sistema de m u l t i p u n t o , h a y u n i n ye c t o r p o r c a d a c i l i n d r o .
i n ye c c i ó n
Figura 2. 8 Inyección Monopunto y Multipunto
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Fuente: http://www.mecanicavirtual.org visitada el 25/10/2007
2.1.3.1 SISTEMAS DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA MULTIPUNTO El sistema multipunto también conocido como sistema in yección por puertos o multi-port, se caracteriza por tener in yec tor por cada cilindro del motor, dicho inyector encuentra montado al final del múltiple justo antes de válvula de admisión.
de un se la
Figura 2. 9 Sistema Multipunto Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
El sistema esta constituido por una bomba eléctrica, un riel o rampa de inyectores, un regulador de presión y válvulas de i n y e c c i ó n o i n ye c t o r e s .
Figura 2. 10 Esquema Del Motor Con Inyección Multipunto Fuente: http://www.mecanicavirtual.org visitada el 25/10/2007
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El funcionamiento del sistema multipunto es el siguiente: El combustible es llevado desde el depósito de combustible hacia el motor, a través de una bomba eléctrica, la misma que se encuentra sumergida en el tanque de combustible. Luego de que la bomba presurice el combustible, este es enviado hacia el filtro de combustible, luego de lo cual pasa por el riel o rampa de inyectores hacia los inyectores, donde la diferencia de presión ocasionada por la apertura de las v á l v u l a s d e i n ye c c i ó n s e c o m p e n s a m e d i a n t e u n r e g u l a d o r . E l t i e m p o d e a p e r t u r a d e l i n ye c t o r e s t a d i r e c t a m e n t e r e l a c i o n a d o c o n l a s i n c r o n i z a c i ó n d e l a i n ye c c i ó n , p o r l o q u e dentro de los sistemas de inyección multipunto existen tres clases básicas de inyección, que son: •
S i m u l t á n e a : E n e s t e t i p o d e i n ye c c i ó n s e a b r e n y c i e r r a n todos los inyectores al mismo tiempo, lo que provoca un elevado consumo de combustibles y altos valores de monóxido de carbono (CO) e hidrocarburos (CH) que van hacia la atmósfera.
•
Por Bancos: En la inyección por bancos también llamada s e m i s e c u e n c i a l o p o r p a r e j a s , s e i n ye c t a e l c o m b u s t i b l e en cada vuelta que realiza el cigüeñal, es decir que cada pareja inyectará la mitad del combustible en la primera vuelta que realice el cigüeñal y la mitad restante en la segunda vuelta. Este tipo de inyección tiene como desventaja el aumento de emisiones contaminantes de hidrocarburos (CH), además en la inyección por bancos existe mayor consumo de combustible que en la secuencial.
•
S e c u e n c i a l : E n l a i n ye c c i ó n s e c u e n c i a l l o s i n ye c t o r e s s e abren y cierran de uno en uno en forma sincronizada, se i n ye c t a l a c a n t i d a d r e q u e r i d a d e c o m b u s t i b l e a l m o m e n t o en que se abre la válvula de admisión, lo que permite lograr una mejor mezcla y ahorro de combustible, debido a que existe menor desperdicio del mismo, lo que i n c r e m e n t a l a p o t e n c i a d e l m o t o r y d i s m i n u ye l a s emisiones de gases contaminantes que van hacia la atmósfera.
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2.1.3.1.1 ELEMENTOS DEL SISTEMA MULTIPUNTO Depósito de combustible L o s s i s t e m a s d e i n ye c c i ó n e l e c t r ó n i c a a d i f e r e n c i a d e l o s sistemas a carburador utilizan un depósito de combustible presurizado que tiene como objetivo evitar la fuga peligrosa de vapores que puedan generarse con el movimiento o con el aumento de temperatura. A estos vapores se los recircula lo que permite que sean aspirados por el motor evitando así el peligro de que éstos sean enviados hacia la atmósfera.
Figura 2. 11 Depósito de Combustible Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
El depósito está diseñado con algunas divisiones interiores las cuales evitan la formación de olas y la generación de corriente estática la cual puede ser muy peligrosa. También posee un depósito interior dentro de la cual se aloja la bomba de combustible, tanto las divisiones como el depósito interior evitan que la bomba succione aire aun cuando exista poco combustible. La Bomba De Combustible La bomba tiene como función principal alimentar todos los in yec tores con un caudal y presión constantes. Esta se encuentra sumergida dentro del tanque de combustible debido a que de esta manera refrigera sus componentes y mantiene fresco el combustible lo que evita la formación de burbujas y facilita el arranque, además como la bomba no cuenta con la suficiente fuerza para succionar el combustible es necesario que éste se encuentre lo más cerca del depósito.
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Figura 2. 12 Bomba de Combustible Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
Como se muestra en la figura 2.12, la bomba de combustible esta compuesta de un motor eléctrico de imanes permanentes de gran potencia, una válvula que limita la presión la misma que se abrirá cuando exista algún tipo de obstrucción en el filtro o problemas en el regulador de presión, una válvula antiretorno que es la que evita que la bomba devuelva el combustible al depósito. C u a n d o e l c o m b u s t i b l e f l u ye a l r e d e d o r d e l r o t o r n o h a y n i n g ú n riesgo de que se produzca una explosión debido a la escasez de oxígeno que existe en la bomba. L a b o m b a s i e m p r e e n t r e g a m á s c o m b u s t i b l e y c o n m a yo r presión de la que el motor necesita debido a que de esta forma se asegura de mantener la presión estable en el sistema y entregar la cantidad necesaria de combustible a los cilindros mediante los inyectores. El Filtro del Combustible El filtro es el componente más importante para la vida útil del sistema de inyección, se encuentra después de la bomba de gasolina y ha sido diseñado para retener las impurezas que puede contener el combustible, protegiendo no solo a los in yec tores y al regulador de combustible sino a todos los elementos que componen el sistema de alimentación.
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Figura 2. 13 Filtro de Combustible Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
El filtro está compuesto por una carcaza metálica antioxidante en cu yo interior se halla un elemento de papel que es el responsable de la limpieza del combustible, el cual puede retener impurezas de 2 a 3 micrones6, luego de este papel se localiza una tela que se encarga de impedir el paso de posibles partículas del papel del elemento filtrante. El filtro posee una dirección de flujo, el mismo que se puede identificar por flechas o por las palabras entrada y salida grabadas en la carcaza metálica. El filtro es la parte que más se desgasta y prácticamente el único elemento que está expuesto a un mantenimiento y c a m b i o p e r i ó d i c o e n e l s i s t e m a d e i n ye c c i ó n . E s t e e l e m e n t o h a sido diseñado para que dure cierto periodo de tiempo en condiciones normales es decir que no se contempla la posibilidad del uso de combustible de mala calidad, presencia de agua ni tampoco una gran cantidad de impurezas. El periodo recomendable7 para el reemplazo del filtro de combustible es cada 10000 kilómetros en condiciones normales. Regulador de Presión El regulador de presión mantiene el combustible bajo presión garantizando que este sea uniforme y constante en el circuito de alimentación evitando que exista inexactitud en el caudal de in yección, lo que permite que el motor tenga un funcionamiento perfecto.
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Micrones: metros (medida de longitud), definición de la Real academia de la Lengua. Información obtenida del Servicio Ecuatoriano de Capacitación Profesional SECAP
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Figura 2. 14 Regulador de presión Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
Si la mezcla de combustible no se logra de modo adecuado la combustión y la potencia del motor disminuirán notablemente, l o q u e g e n e r a r á u n a c o n t a m i n a c i ó n m a yo r p o r l o s g a s e s quemados que van a la atmósfera. Cuando la presión es sobrepasada se libera el circuito de retorno para que el combustible pueda regresar al tanque sin presión. Inyector Electromagnético Cada cilindro utiliza una válvula de inyección que es la encargada de la pulverización del combustible antes de que este ingrese a la válvula de admisión del motor, logrando de esta manera que el combustible haga contacto con el aire para que se produzca la combustión.
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Figura 2. 15 Inyección Electromagnética Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
L o s i n ye c t o r e s s o n v á l v u l a s e l e c t r o m a g n é t i c a s q u e p e r m i t e n e l paso del combustible cuando se abren, son comandadas por la unidad de control electrónico (ECU), la cual envía pulsos eléctricos que le indican al inyector por cuanto tiempo debe permanecer abierto entregando así la cantidad necesaria de combustible al colector de admisión. El tiempo que la unidad de control electrónico mantiene abiertos los inyectores es entre 2 y 12 milisegundos aproximadamente. Los inyectores electromagnéticos son componentes de elevada precisión y se encuentran sometidos a grandes esfuerzos mecánicos, eléctricos y térmicos por lo que están constituidos de materiales de gran calidad y con tolerancias muy exactas que requieren una limpieza y revisión regular para evitar daños o mal funcionamiento.
Figura 2. 16 Partes Del Inyector Electromagnético Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
El inyector está formado por una bobina que es alimentada con corriente mediante la unidad de comando electrónico, creando un campo magnético muy fuerte tal que levante la aguja de su asiento. Cuando la aguja se abre deja pasar el combustible, el cual sale con una gran presión lo que le permite pulverizarse en partículas muy finas y tomando un á n g u l o d e t e r m i n a d o d e i n ye c c i ó n . El inyector se encuentra colocado en el múltiple de admisión, muy cerca de la válvula de admisión y por estar sometido a temperaturas muy altas, esto ayuda a que el combustible se
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pulverice de mejor manera ingresando con el aire cuando se abre la válvula de admisión. El inyector está provisto de una malla de tela que actúa como filtro para detener las últimas impurezas que pueda poseer el combustible protegiendo así al inyector de atascamientos. A d i c i o n a l m e n t e l a a g u j a d e l i n ye c t o r s e e n c u e n t r a p r o v i s t a d e un aislador térmico para evitar la formación de vapores, los m i s m o s q u e p o d r í a n s a l i r a u n q u e e l i n ye c t o r s e e n c u e n t r e cerrado. I n y e c t o r d e Ar r a n q u e e n F r í o Cuando el motor se encuentra frío es necesario inyectar una mayor cantidad de combustible debido a que parte de este se queda tanto en las paredes del colector de admisión como en l a s p a r e d e s d e l c i l i n d r o ya q u e e n e s t a e t a p a d e l m o t o r y e n las condiciones que se encuentra la cámara combustión, la mezcla no se combustiona en su totalidad. L a t a r e a d e l i n ye c t o r d e a r r a n q u e e n f r í o e s p r o p o r c i o n a r u n a cantidad adicional de combustible en el colector para que todos los cilindros reciban la mezcla que requieren en la etapa de admisión. Esta labor la realiza un solo inyector el cual es controlado por una corriente de arranque y limitado por un interruptor térmico y u n t i e m p o m á x i m o d e i n ye c c i ó n . E l i n ye c t o r m a n t i e n e l a misma presión en todos los inyectores pero este funciona solo cuando las condiciones del motor lo ameritan es decir que solo se accionará en las etapas de arranque en frío. El caudal d e i n y e c c i ó n d e e s t e e l e m e n t o e s m a yo r q u e e l d e l o s d e m á s in yec tores porque debe abastecer a todos los cilindros. Si la temperatura del refrigerante es muy baja, es decir bajo 0 grados centígrados, el tiempo que el interruptor le permite f u n c i o n a r a l i n ye c t o r e s d e 8 a 1 2 s e g u n d o s a p r o x i m a d a m e n t e , pero a medida que la temperatura se va elevando el tiempo de in yección disminuye y cuando el refrigerante llega a sobre pasar los 35 grados el inyector deja de funcionar hasta que nuevamente surjan las condiciones en que se requiera de su trabajo. Rampa de Inyectores L a r a m p a o r i e l d e i n ye c t o r e s e s u n c o m p o n e n t e e l s i s t e m a que sirve para mantener una presión semejante en todos los 26
in yec tores y así distribuir el combustible de manera precisa en cada uno de los cilindros. La rampa consiste en un tubo hueco, generalmente de metal, donde se conectan las tomas de alimentación de los in yec tores, posee un múltiple de admisión y debe albergar o tener conexión con el regulador de presión.
Figura 2. 17 Rampa De Inyectores Fuente: COELLO Efrén, Sistema de inyección Electrónica de Gasolina, Ed América, Ecuador, 2002
Válvula de Control de Ralentí o Velocidad Mínima
Figura 2. 18 Válvula De Control De Ralentí Fuente: COELLO Efrén, Sistema de inyección Electrónica de Gasolina, Ed América, Ecuador, 2002
Este dispositivo es el encargado de mantener estables las revoluciones del motor, desde su arranque en frío hasta llegar a la temperatura de trabajo. Cuando el motor se encuentra frío
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se necesita acelerarlo levemente para compensar el esfuerzo de las partes móviles, la densidad del aceite y el trabajo inestable producido por una combustión no muy eficiente. Cuando el motor se calienta las revoluciones deben ser controladas para que el motor desacelere y se mantenga estable en ralentí. Este dispositivo es un actuador o servomotor que se lo conoce también como I.A.C (Control del Flujo de Aire), tiene dos bobinas y su rango de rotación es de 90 grados, la compuerta de control de aire va acoplada a un extremo del motor. La unidad electrónica controla el giro del motor dependiendo de las necesidades que la marcha imponga a cada instante. El control debe ser de forma permanente, es decir cuando el motor está frío, en la etapa de calentamiento y cuando se quiera nivelar el número de revoluciones de ralentí.
2.1.3.2 SISTEMA DE ESCAPE La principal función del sistema de escape es transportar los residuos generados por la combustión del motor al exterior, pero éste sistema es más que un conducto de salida de gases ya que se convierte en uno de los factores más determinantes en cuanto a la potencia del motor, además posee sistemas que permiten controlar la contaminación ambiental y acústica que pueda generar el automóvil. El sistema de escape está compuesto por: un sistema de recirculación de gases (EGR), un catalizador, una sonda lambda, un silenciador y un colector de escape.
Figura 2. 19 Sistema De Escape
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Fuente: http://www.mecanicavirtual.org/inyeccion_directa4.htm visitado el 22/10/07
Sistema de Recirculación de Gases (EGR) El sistema EGR es uno de los mejores para la reducción de emisiones de los gases combustionados. Este sistema utiliza un porcentaje de los gases quemados para recircularlos, es decir los devuelve al colector de admisión para que sean aspirados por el motor, lo que reduce notablemente la emisión de gases contaminantes que se dirigen a la atmósfera Catalizador El catalizador se encuentra en el colector de escape y por la cercanía de este al motor alcanza con facilidad altas temperaturas, lo que le permite comenzar con la depuración d e l o s g a s e s d e e s c a p e , ya q u e e m p i e z a a c t u a r a l o s 2 5 0 º C , alcanzando el máximo rendimiento a los 400ºC sin embargo a temperaturas de mas de 800ºC este elemento puede quedar inutilizado. El catalizador se encarga de convertir los gases producidos por la combustión en sustancias inofensivas.
Figura 2. 20 Catalizador Fuente:http://www.rolcar.com.mx/Mecanica%20de%20los%20sabados/Cat alizador%20elemento%20insustituible/catalizadores.htm visitada el 07/11/07
El catalizador es el elemento más complejo y costoso dentro del sistema de escape, pero un correcto mantenimiento puede alargar la vida útil de este dispositivo, el catalizador se ha vuelto un componente indispensable en el vehículo para poder cumplir las exigentes normas sobre ruido y emisiones contaminantes. Existen tres tipos de catalizadores que son los siguientes:
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•
El catalizador oxidante, es el más sencillo pues posee un monolito de cerámica que permite la oxidación del monóxido de carbono y de los hidrocarburos.
•
El catalizador de dos vías, este es un doble catalizador de oxidación, el primero actúa sobre los gases ricos8 de escape reduciendo los óxidos nítricos (NOx), y el segundo actúa sobre los gases empobrecidos reduciendo el monóxido de carbono (CO) e hidrocarburos (CH).
•
El catalizador de tres vías, es el más complejo debido a que elimina el monóxido de carbono, hidrocarburos y óxido de nitrógeno produciendo las reacciones de oxidación y la reducción de emisiones simultáneamente.
Un catalizador dura aproximadamente 80.000 kilómetros y la causa más habitual de averías es producida por fallos en el encendido del motor o por una incorrecta regulación de la mezcla ya que esto puede causar que llegue combustible sin quemar al catalizador ocasionando que el escape se tapone y que el motor pierda potencia. Los síntomas que indican posibles daños en el catalizador pueden ser: perdida de potencia en las revoluciones del motor y una pobre aceleración que pueden ser provocadas por obstrucciones o fusiones en el catalizador. Otro indicador puede ser la existencia de ruidos extraños en el escape y mal funcionamiento del motor. Sonda Lambda El sistema de escape posee una sonda lambda y su función es determinar la cantidad de oxigeno residual que tienen los gases de escape. La sonda se encuentra ubicada arriba del catalizador y analiza las emisiones provenientes del motor informando de la composición de estas a la unidad electrónica de comando, dependiendo de esta información se regula la c a n t i d a d d e c o m b u s t i b l e a i n ye c t a r .
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Los gases ricos o mezclas ricas son aquellos en los que existe mayor cantidad de combustible en relación a la cantidad de aire.
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Figura 2. 21 Sonda Lambda Fuente:http://www.pro1performance.com/inyeccionelectronica/inyeccion.h tm visitada el 07/11/07
Silenciador Este sistema también está provisto de un silenciador que es el encargado de evitar la alta propagación acústica debido a que los automóviles deben producir de 80 a 84 dB como máximo según lo dictaminan las normas de la Unión Europea
Figura 2. 22 Silenciador Fuente:http://www.rolcar.com.mx/Mecanica%20de%20los%20sabados/l%2 0sistema%20de%20escape/Sistema%20de%20escape.htm visitada el 07/11/07
El gas producido por la combustión del motor sale en forma de pulsos, los mismos que tratan de expandirse a velocidades q u e s u p e r a n a l a d e l s o n i d o . E l s i l e n c i a d o r a yu d a a b a j a r l a velocidad de estos gases lo que se traduce en una menor propagación acústica.
2.1.4 SISTEMA DE CONTROL La unidad de control electrónico conocida también como ECU es el cerebro del sistema pues determina la cantidad necesaria de combustible que se debe administrar a los cilindros por medio de pulsos que establecen el tiempo de a p e r t u r a d e l a s v á l v u l a s d e i n ye c c i ó n , r e c i b i e n d o c o m o información para determinar dicho tiempo las señales de los sensores del sistema. 31
La unidad de control esta formada por microprocesadores que contienen programas y memorias de datos de entrada y salida, así como también un convertidor de datos analógicos a digitales. Para poder llevar a cabo el procesamiento y todos los cálculos de la información que se requieren, la unidad electrónica posee un circuito de reloj, por lo que es necesario que la unidad de control cuente con una fuente de voltaje estable. Las señales enviadas a la unidad electrónica de control las realizan los sensores que se encuentran localizados alrededor del motor, y como algunas de estas señales son analógicas se necesita adecuarlas mediante el convertidor análogo/digital para que la unidad de control los pueda leer. El sistema de control posee un microprocesador que consta de cinco partes: la unidad aritmética lógica que realiza operaciones matemáticas sumas, restas, multiplicaciones y divisiones, ésta unidad también se encarga de las operaciones lógicas and, or y not. Posee un acumulador que sirve para el almacenamiento instantáneo de los datos procesados por la unidad aritmética lógica. Tiene un sistema lógico que es quién se encarga de controlar la secuencia de ejecución de una orden. Éste sistema también está dotado de una memoria RAM y una ROM, completando con estas las cinco partes del sistema de control.
2.1.5 SENSORES El sistema de inyección electrónica requiere de varios sensores que detecten parámetros importantes como son: la temperatura del refrigerante del motor, la temperatura del aire aspirado, la cantidad de aire aspirado por el motor, el número de revoluciones, la cantidad de aceleración y muchos otros. C a d a u n o d e e s t o s v a l o r e s s o n d e f u n d a m e n t a l i m p o r t a n c i a ya que determinan el tiempo de apertura de los inyectores así como también la cantidad necesaria de combustible que requiere cada cilindro logrando de esta manera que el motor posea la suficiente potencia en cada etapa de su funcionamiento. S e n s o r P o t e n c i ó m e t r o d e l a M a r i p o s a d e Ac e l e r a c i ó n
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Figura 2. 23 Sensor Potenciómetro Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
En épocas pasadas se utilizaba un interruptor en la mariposa de aceleración, con el pasar del tiempo este dispositivo fue reemplazado por un potenciómetro debido a que el interruptor solamente proveía señales de aceleración y desaceleración para regular el caudal de combustible de los inyectores, mientras que el potenciómetro envía los valores de la posición del acelerador, la cantidad y el ángulo que ha girado, lo que le permite a la unidad electrónica de control calcular la cantidad exacta de combustible a inyectar. El potenciómetro está situado a un extremo del eje de la mariposa de aceleración y consta de tres pines de los cuales el primero es el voltaje de referencia (5v), el segundo pin es el valor de retorno el cual emite un voltaje variable hacia la unidad de control y el último pin es masa o tierra. Sensor de Temperatura del Refrigerante El sensor de temperatura se encuentra ubicado en la culata cerca del termostato del motor debido a que en ese lugar adquiere rápidamente el valor máximo de la temperatura de trabajo lo que le permite entregar a la unidad de control señales sobre los cambios producidos en el refrigerante. Este sensor posee un encapsulado de bronce lo que le permite resistir los químicos que tiene el refrigerante, además internamente esta dotado de una resistencia NTC (coeficiente de temperatura negativo), que es un termistor que al aumentar
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su temperatura la resistencia disminuye lo que significa que su conductividad aumenta.
Figura 2. 24 Sensor Temperatura Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
La señal que envía este sensor hacia la unidad electrónica de control para informar la temperatura del refrigerante sirve para que la ECU enriquezca la mezcla de aire-combustible cuando el motor esta frió y para que vaya empobreciendo la mezcla gradualmente a medida que la temperatura del motor se incremente hasta llegar a la temperatura idónea de trabajo en la cual se enviará la mezcla ideal de aire-combustible. El sensor de temperatura posee dos cables el primero es el voltaje de referencia que según el sistema se lo puede alimentar de forma positiva o negativa, el segundo cable es la señal de retorno hacia la unidad de control electrónico. S e n s o r d e F l u j o d e Ai r e Generalmente la información del flujo de aire se la toma de manera conjunta con la temperatura del mismo debido a que estos dos parámetros dan la idea precisa de la densidad del aire que esta ingresando al motor.
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Figura 2. 25 Sensor De Flujo de Aire “Hilo Caliente” Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
Hace algún tiempo, la medición del flujo de aire se realizaba mediante un sensor tipo compuerta que utilizaba un potenciómetro en un extremo para medir el ángulo de apertura de la compuerta. Actualmente se utiliza un sensor de flujo de aire “hilo caliente” este sensor no posee partes móviles, como podemos apreciar en la figura 2.25 este elemento tiene un tubo vénturi con un sensor de hilo caliente y su funcionamiento se basa en el cambio de resistencia con la modificación del aire que ingresa por este tubo. Este dispositivo varía su conductividad de acuerdo al flujo de aire que lo atraviesa enfriándolo en mayor o menor grado, si el flujo de aire que choca con el hilo lo enfría mejorará su conductividad mientras que si el flujo es pequeño el hilo se mantiene caliente por lo que disminuirá la conductividad. La unidad de comando electrónico envía un voltaje que calienta el hilo de platino hasta 100 grados Celsius por encima de la temperatura ambiente, con el ingreso de c a n t i d a d e s d e a i r e m a yo r e s c o n l a s a c e l e r a c i o n e s e l h i l o d e platino se enfría y se produce un cambio de resistencia eléctrica, la cual es compensada por la unidad de comando, enviando más corriente al hilo para mantenerlo, térmicamente estable. Las variaciones en la corriente están directamente relacionadas con el caudal de aire que ingresa al motor, con esta información la unidad de comando calcula el tiempo de
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in yección de aceleración.
combustible
en
todas
las
condiciones
de
Sensor de Velocidad del Motor
Figura 2. 26 Sensor De Velocidad Del Motor Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
La señal enviada por el sensor de velocidad del motor es uno de los parámetros más importantes dentro del sistema de in yección debido a que el número de revoluciones al cual se encuentra girando el motor está directamente relacionado con la cantidad de combustible a inyectarse, es decir que es primordial tomar en cuenta el número de combustiones tanto en cada cilindro como en el total de los cilindros del motor al momento de determinar el caudal de combustible. Existen varios métodos para determinar el número de revoluciones del motor pero el sensor inductivo en el volante de inercia del cigüeñal es el método más preciso debido a que este no genera errores por malos contactos eléctricos, no tiene interferencias posibles y tampoco depende de sistemas mecánicos. Adjunto al cigüeñal se encuentra una rueda dentada, cuyos los dientes pasan muy cerca del sensor inductivo lo que genera un pulso de corriente alterna por cada diente de la rueda, es d e c i r s i p o r e j e m p l o l a r u e d a p o s e ye r a 2 0 0 d i e n t e s e n t o n c e s e l sensor generaría 200 pulsos. Esta rueda tiene una característica especial ya que tiene un diente diferente al
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resto, el mismo que genera una señal diferente de la que emiten los otros dientes, esto le permite a la unidad de comando utilizar esta señal como marca para indicar el comienzo de un nuevo ciclo de eventos y de acuerdo a la frecuencia del giro del cigüeñal la unidad electrónica calculará la velocidad del motor. De la señal enviada por este sensor dependen la sintonización d e e n c e n d i d o , e l n ú m e r o d e v e c e s q u e a c t u a r á n l o s i n ye c t o r e s y la cantidad de combustible necesaria dependiendo del aire.
Figura 2. 27 Rotor Y Sensor De Cigüeñal Fuente:http://www.pro1performance.com/inyeccionelectronica/inyeccion.h tm visitado el 07/11/07
S e n s o r M . A. P . ( P r e s i ó n Ab s o l u t a d e l M ú l t i p l e )
Figura 2. 28 Sensor MAP Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
El sensor MAP (Presión Absoluta del Múltiple) es un dispositivo piezoeléctrico muy sensible, el cual incrementa su voltaje al variar la presión del múltiple, es decir que a medida que la presión en el múltiple se incrementa también aumentará el voltaje.
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En el múltiple hay una presión menor a la atmosférica y al existir una aceleración, la presión del múltiple se incrementa y l a l e c t u r a d e l m e d i d o r d e v a c í o d i s m i n u ye . La unidad electrónica de control utiliza la información provista por el MAP para adelantar o retardar el punto de encendido según las necesidades, adicionalmente este sensor mide el flujo o velocidad del aire. Los sensores de presión absoluta del múltiple son más comunes en los sistemas monopunto o TBI, aunque existen algunas aplicaciones de sistemas multipunto que también los u t i l i z a n , p e r o e n l a m a y o r í a d e l o s s i s t e m a s d e i n ye c c i ó n multipunto los fabricantes prefieren combinarlo con el sensor de flujo de hilo caliente, logrando obtener mucha más información y mayor perfección en el funcionamiento del sistema. Sensor de Denotación El sensor de denotación es considerado como el oído del computador debido a que su función es detectar los golpes del pistón contra las paredes del cilindro que puedan producirse por un anticipo exagerado del punto de encendido de la mezcla o por combustible de mala calidad.
Figura 2. 29 Sensor MAP Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
La señal enviada por este sensor es procesada en la unidad de comando electrónico y esta envía como señal de salida la modificación del avance del tiempo de encendido, es decir que 38
se utiliza esta información para definir el punto exacto en el que debe saltar la chispa eléctrica, para corregir cualquier anomalía que se presente. Este sensor esta diseñado de un material piezoeléctrico, que se encuentra en el cuerpo metálico del motor, en medio de los cilindros del motor como muestra la figura 2.29. En el caso de los motores que poseen cilindros en V se necesita un sensor a cada lado del motor. La característica de este elemento es que produce un voltaje cuando existe un golpe del pistón contra las paredes del cilindro, este voltaje es enviado a la unidad electrónica la que retraza el punto de encendido y en caso de que siga el golpe la ECU retarda el punto unos grados más y así lo sigue h a c i e n d o h a s t a q u e e l s e n s o r ya n o d e t e c t e n i n g ú n g o l p e d e l pistón, momento en el que la unidad de comando decide adelantar el punto de encendido para alcanzar mayor potencia en el motor. Sensor de Oxígeno o Sonda Lambda En los diseños iniciales de los sistemas de inyección tanto eléctricos como mecánicos se pensaba que la forma en la que estaban estructurados era bastante exacta y confiable, pero no se tomó en cuenta que al existir factores no calculados se podría tener como consecuencia el mal funcionamiento del motor así como falta de potencia del mismo, además que esto aumentaría las emisiones contaminantes por lo que se necesitaba un elemento que controlara y corrigiera de forma inmediata el funcionamiento del sistema dando así origen al sensor de oxigeno o sonda lambda.
Figura 2. 30 Sonda Lambda
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Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
La sonda lambda está ubicada en el tubo de escape del vehículo lo que le permite alcanzar una temperatura ideal para su funcionamiento en todos los ciclos del motor. Este sensor se encuentra ubicado de tal manera que un extremo del mismo esta en contacto permanente con los gases de escape y el otro lado en contacto con el aire exterior. La función de la sonda lambda es determinar la presencia de oxígeno en los gases de escape del motor de combustión interna si la cantidad de oxígeno no es igual en ambos lados de la sonda se originará una diferencia de voltaje que se enviará a la unidad electrónica de control la información recibida ayuda a determinar con exactitud el tiempo de abertura de los inyectores y el volumen del combustible pulverizado logrando una entregar la cantidad justa de combustible ya que al formarse una mezcla ideal esta se quema sin generar emisiones tóxicas que contaminen el medio ambiente.
Figura 2. 31 Partes De La Sonda Lambda Fuente: General Motor Ecuador, Fundamentos en Inyección Electrónica de Gasolina, CET Colmotores.
El sensor esta compuesto por cerámica porosa formada de oxido de zirconio, posee dos electrodos laminados de platino que se encuentran alojados por una carcasa metálica, el sensor tiene dos contactos el primero se encuentra ubicado en el cuerpo metálico mientras que el segundo contacto está aislado y es el encargado de enviar la información a la unidad de control electrónico así cuando la concentración de oxigeno detectado por el sensor es muy baja genera una tensión eléctrica elevada (1v) indicando que la muestra es muy rica mientras que si la concentración de oxígeno es abundante 40
pero si genera un voltaje bajo (1v) indicará que la mezcla es muy pobre.
2 . 1 . 6 D E F I N I C I Ó N D E M AN T E N I M I E N T O P R E V E N T I V O Y M AN T E N I M I E N T O C O R R E C T I V O Mantenimiento Pre ve ntivo El mantenimiento preventivo puede ser definido como una lista completa de actividades, todas ellas realizadas por; usuarios, operadores, etc. para asegurar el correcto funcionamiento de los automóviles, maquinaria, etc. Además éste tipo de mantenimiento se ha diseñado con la finalidad de encontrar y corregir los problemas menores antes de que estos provoquen fallas graves. Para este tipo de mantenimiento se han diseñado programas con las frecuencias calendario o uso del equipo, y de esta manera poder tomar las acciones necesarias como pueden ser: cambio de partes, reparaciones, ajustes, cambios de aceite, lubricantes, etc., y así evitar fallos más graves. En lo que se refiere a los sistemas de inyección lo fundamental es mantener limpio el tanque de combustible, cargando en estaciones de servicio confiables, y cambiar el filtro de combustible por cada 10 mil o 20 mil kilómetros (de acuerdo con la marca y el modelo). Mantenimiento Correctivo Al contrario del mantenimiento preventivo, este tipo de m a n t e n i m i e n t o s e h a c e n e c e s a r i o p a r a r e p a r a c i o n e s m a yo r e s , ocurridas por desperfectos no previstos. Y consiste en intervenir con una acción de reparación cuando el fallo de un componente o equipo se ha materializado. Con esta acción de m a n t e n i m i e n t o c o r r e c t i v o s e r e s t i t u ye l a c a p a c i d a d d e t r a b a j o del equipo. Este tipo de mantenimiento lo realizan personas especializadas quienes se ocupan de la reparación, una vez que se ha producido el fallo y el paro súbito del automóvil. Si el sistema de inyección falla ya sea por obstrucción en los in yec tores o el sistema de filtrado está en mal estado, puede 41
ocasionar que el motor comienza a fallar o aumente consumo de gasolina hasta dañar la bomba combustible, entre otros.
el de
A continuación se muestra el cuadro de algunas de las fallas más comunes del sistema de inyección: IDENTIFICACIÓN DE LOS CÓDIGOS DE AVERÍA DEL SISTEMA DE INYECCIÓN Cod_fallas P0100
P0101
P0102
P0103
P0104
P0106
P0107 P0108 P0109
P0110 P0111
P0112
Avería Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire - circuito defectuoso. Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire problema de rango/funcionamiento. Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire - señal de entrada baja. Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire - señal de entrada alta. Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire interrupción intermitente de circuito. Sensor de presión absoluta del colector problema de rango/funcionamiento. Sensor de presión absoluta del colector señal de entrada baja. Sensor de presión absoluta del colector señal de entrada alta. Sensor de presión absoluta del colector interrupción intermitente de circuito. Sensor de temperatura del aire de admisión - circuito defectuoso. Sensor de temperatura del aire de admisión problema de rango/funcionamiento.
Solución Revisar el sensor de flujo de masa de aire/flujo de volumen de aire, módulo de control de motor. Revisar el sensor de flujo de masa de aire/flujo de volumen de aire, también revise el sistema de admisión ya que posiblemente hay una fuga u obstrucción. Revisar el sensor de flujo de masa de aire/ flujo de volumen de aire; revisar el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revisar el sensor de flujo de masa de aire/flujo de volumen de aire; revisar el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revisar el sensor de flujo de masa de aire/flujo de volumen de aire; también revise el cableado ya que puede haber una mala conexión. Revisar el sistema de admisión/escape ya que puede existir alguna fuga; también revise el sensor de presión absoluta del colector. Revisar el sensor de presión también revise el cableado ya un cortocircuito a masa. Revisar el sensor de presión también revise el cableado ya un cortocircuito a positivo. Revisar el sensor de presión también revise el cableado ya mala conexión.
absoluta del colector; que posiblemente hay absoluta del colector; que posiblemente hay absoluta del colector; que puede haber una
Revisar el sensor de temperatura del aire de admisión, módulo de control del motor. Revisar el sensor de temperatura del aire de admisión.
Sensor de temperatura del Revisar el sensor de temperatura del aire de aire de admisión - señal admisión, el módulo de control del motor y el cableado de entrada baja ya que posiblemente puede haber un cortocircuito a masa.
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P0113
P0114
P0115 P0116
P0117
Sensor de temperatura del Revisar el sensor de temperatura del aire de aire de admisión - señal admisión, el módulo de control del motor, también el de entrada alta. cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo además el cable a masa puede estar defectuoso. Sensor de temperatura del aire de admisión interrupción intermitente del circuito.
Revisar el sensor de temperatura del aire de admisión, el módulo de control del motor así como también el cableado ya que puede haber una mala conexión
Sensor de temperatura del refrigerante del motor circuito defectuoso. Sensor de temperatura del refrigerante del motor problema de rango/funcionamiento. Sensor de temperatura del refrigerante del motor señal de entrada baja
Revisar el sensor de temperatura del refrigerante del motor y el módulo de control de motor. Revisar el sensor de temperatura del refrigerante del motor, el termostato del refrigerante así como también el cableado ya que puede haber una mala conexión. Revisar el sensor de temperatura del refrigerante del motor, el termostato del refrigerante así como también el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa.
Tabla 2. 1 Cuadro de los códigos de Avería Fuente: Auto Solutions Chevrolet, Tomo 4
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2.2 SISTEMAS EXPERTOS 2.2.1 INTRODUCCIÓN A LA INTELIGENCIA ARTIFICIAL La inteligencia artificial nació desde hace millones de años, y resulta complicado definirla con una sola sentencia que sea aceptada por los diferentes expertos existentes en esta área. Por esto se ha tomado de las varias definiciones, la de A.Barr y E.A.Feigenbaum9 entre otras10 y se puede decir que la Inteligencia Artificial es una ciencia que se ocupa de diseñar sistemas informáticos (hardware y software) que presenten un comportamiento inteligente; es decir que puedan realizar actividades que sólo el ser humano podía llevarlas acabo, por ejemplo la demostración de teoremas, el reconocimiento de la voz y el de patrones, ciertos juegos y sistemas altamente complejos, actividades que requerían de ciertas habilidades que sólo se encuentran en los seres humanos. Sin embargo en la actualidad se ha demostrado que muchas de estas actividades pueden ser resueltas por máquinas. El campo de la Inteligencia Artificial contiene varias subáreas, tales como: los sistemas expertos, el procesamiento del lenguaje natural, la visión artificial, la robótica, redes neuronales, sistemas de aprendizaje, lógica difusa, etc. I N T E L I G E N C I A AR T I F I C I AL Y S I S T E M AS E X P E R T O S Actualmente se ha producido un noble desarrollo en el área de los sistemas expertos, los primeros sistemas utilizaron reglas, como base del conocimiento y mecanismos de inferencia lógica, para obtener conclusiones en base a un conocimiento concreto. El gran inconveniente de estos sistemas es que sólo pueden aplicarse a situaciones deterministas donde las premisas de una regla se cumplen, o no; sin embargo hay situaciones prácticas que implican incertidumbre y estos sistemas no son aplicables por tal razón aparecieron los sistemas expertos basados en probabilidad que permiten definir de forma gráfica las relaciones de dependencia entre las variables y definir la función de probabilidad conjunta a través de una factorización de funciones locales de probabilidad, esto hace que no sea un sistema muy sencillo.
9
http://personales.unican.es/gutierjm/papers/BookCGH.pdf ,visitado el 17/10/07
10
www.adi_uam.es/~adarraga/lozano/sevenweb.htm, visitado el 17/10/07
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2.2.2 DEFINICIÓN DE LOS SISTEMAS EXPERTOS Los sistemas expertos han evolucionado constantemente, y a medida que van progresando, resulta difícil dar una definición c o n c r e t a , ya q u e s u s f u n c i o n e s s e h a n i d o a m p l i a n d o . Pero de acuerdo con las definiciones de Stevens (1984), Castillo y Álvarez (1991) y Durkin (1994)11 se puede decir que los Sistemas Expertos son sistemas informáticos (hardware y software) que emulan al ser humano en un área del conocimiento y luego del aprendizaje, el sistema funciona por lo menos de forma similar al experto humano y debe ser capaz de procesar y memorizar información, aprender y razonar en determinadas situaciones (deterministas e inciertas), comunicarse con el experto y otros sistemas, tomar decisiones apropiadas y explicar por qué ha tomado tales decisiones; estos sistemas pueden trabajar las 24 horas los 365 días. El conocimiento de los sistemas expertos puede obtenerse por experiencia o consulta en libros, revistas y con personas capacitadas. Por ejemplo, un sistema experto para diagnóstico médico requerirá como datos: los síntomas del paciente, los resultados de análisis clínicos y otros hechos relevantes, utilizando éstos, buscarán en la base de datos, la información necesaria para poder identificar la correspondiente enfermedad. Un Sistema Experto no sólo realiza las funciones tradicionales de manejar grandes cantidades de datos, sino que también manipula esos datos de forma tal que el resultado sea claro y tenga significado para responder a preguntas que incluso no son completamente especificas.
2.2.3 APLICACIONES DE LOS SISTEMAS EXPERTOS Los Sistemas Expertos actualmente aplicaciones, como por ejemplo:
tienen
muchas
o Transacciones bancarias, los cajeros automáticos que son ejemplos sencillos de sistemas expertos.
11
http://personales.unican.es/gutierjm/papers/BookCGH.pdf ,visitado el 17/10/07
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o Control de tráfico en una ciudad, actualmente se utilizan sistemas expertos que operan automáticamente los semáforos. o Diagnóstico médico, donde un paciente presenta un conjunto de síntomas, y el sistema experto es capaz de dar un diagnóstico. o Problemas de planificación, los sistemas expertos pueden ayudar a la planificación de doctores y enfermeras en un hospital, etc. o Enfoque automático de imágenes fotográficas. o Detección de fallas en un automóvil. o Urbanismo y Gestión del territorio. o Administración local.
2.2.4 VENTAJAS Y LIMITACIONES DE LOS SISTEMAS EXPERTOS Ventajas Estos sistemas han demostrado ser una herramienta muy útil en gran cantidad de situaciones y presentan las siguientes ventajas. o Mayor disponibilidad. La experiencia esta disponible en cualquier computador sobre el cual funcione el sistema. a o Coste reducido. El coste de poner la experiencia disposición del usuario se reduce de manera considerable. o Permanencia. La experiencia es permanente y no depende de causas externas. múltiple. El conocimiento de varios o Experiencia especialistas puede estar disponible de manera simultánea, pudiendo ajustarse o reexaminarse, lo que aumenta su calidad. o Mayor confiabilidad. Los sistemas expertos incrementan la confianza en que un especialista ha tomado la decisión correcta. o Explicación. El sistema experto puede explicar de forma clara y detallada por qué razones tomó tales decisiones. o Respuesta rápida. Los sistemas expertos puede dar la respuesta en tiempo real de modo que la solución sea ideal y pueda resolver los problemas de forma más rápida que los expertos humanos.
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o Base de datos inteligente. Los sistemas expertos pueden usarse para tener acceso a una base de datos en forma inteligente. o El uso de Sistemas Expertos nacen del hecho de que: • • • •
Los Expertos humanos en una determinada área son escasos. En situaciones complejas, donde las decisiones del experto humano puede llevar a conclusiones erróneas. Cuando sea muy extenso el volumen de datos que ha de considerarse para obtener una conclusión. Los conocimientos de un experto humano son costosos.
Limitaciones o Lenguaje natural: Con un experto humano podemos mantener una conversación informal mientras que con un sistema experto no. o Perspectiva global: Un experto humano es capaz de distinguir cuales son las situaciones relevantes de un problema y separarlas de situaciones secundarias. o Capacidad sensorial: Un sistema experto carece de sentidos. o Flexibilidad: Un humano es sumamente flexible a la hora de aceptar datos para la resolución de un problema. o Falta personal competente para investigar y desarrollar aplicaciones. o Campo de aplicaciones restringido y específico.
2.2.5 ARQUITECTURA DE UN SISTEMA EXPERTO Los Sistemas Expertos se basan en el conocimiento declarativo (hechos sobre objetos, situaciones) y el conocimiento de control (información sobre el seguimiento de una acción). La mayoría de los sistemas expertos tienen ciertos componentes principales: base de conocimientos, motor de inferencia, base de datos e interfaz con el usuario, pero muchos otros tienen, además, un módulo de explicación, un módulo de adquisición del conocimiento y un modulo de control de coherencia.
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Sin embargo no existe una estructura común para todos los sistemas expertos, pero hemos tomado el esquema de Samper figura 2.32 como guía para el desarrollo de nuestro sistema.
Figura 2. 32 Componentes de un Sistema Experto Fuente: http://html.rincondelvago.com/sistema-experto.html visitado el 03/01/08
Para desarrollar un Sistema Experto primero se debe conocer la componente humana; es decir, el equipo de gente necesario para su desarrollo. Cada persona que compone un equipo, desarrolla un papel distinto así: o El experto humano, es responsable del conocimiento descriptivo en un dominio determinado o El ingeniero del conocimiento, se encarga de trasladar este conocimiento descriptivo a un lenguaje que el sistema experto pueda entender (conocimiento procedimental, representación, búsqueda, Interfaces, etc.) además se encargan de la construcción del sistema en si o El usuario final, es aquella persona operativa que va a trabajar con el sistema experto. El ingeniero del conocimiento y el experto trabajan en conjunto para analizar los problemas que deben ser resueltos por el sistema; además, enlazan sus experiencias y los almacenan en la Base de Conocimiento. Esta primera fase es de vital importancia para poder delimitar el tema a ser desarrollado. A q u í ya s e i n c l u y e a l u s u a r i o f i n a l ; ya q u e e s d e s u m a importancia tener en cuenta sus ideas para la aceptación del tema, y para que al final se disponga de un sistema que le sea de máxima utilidad. La Base del Conocimiento
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Los expertos se encargan de suministrar una base de conocimiento ordenada y estructurada, a los ingenieros del conocimiento. La Base del Conocimiento contiene gran cantidad de información como es, el conocimiento de los hechos y de las experiencias de los expertos especializados en un dominio determinado (se puede asociar a una memoria permanente), además contiene todas las reglas y los procedimientos del dominio de aplicación que son importantes para la solución del problema, es decir, contiene conocimiento general sobre el dominio en el que se trabaja. Éste conocimiento se codifica según una notación específica y puede estar representado por: reglas lógicas, predicados, redes semánticas y objetos. Métodos para representar el Conocimiento o Reglas Lógicas, el método más común es mediante reglas lógicas, es decir que el dominio de conocimiento representado se divide en pequeñas fracciones de conocimiento o reglas. Cada regla constará de una parte denominada premisa con el SI condicional más una representación y de una parte denominada conclusión (acción), y tendrá la forma: SI condición ENTONCES conclusión. Por ejemplo: • SI el termómetro marca 40º • Y el termómetro funciona correctamente • ENTONCES el paciente tiene fiebre Las reglas suelen almacenarse en alguna secuencia jerárquica lógica, pero esto no es estrictamente necesario. Se pueden tener en cualquier secuencia y el motor de inferencia las usará en el orden adecuado que necesite para resolver un problema. o Listas, la base de conocimiento se puede ver como una lista de objetos con sus valores y atributos asociados. Un objeto es una conclusión que está definido por sus atributos relacionados; y un atributo es una característica o cualidad específica que junto con los valores ayudan a definir un objeto. Los objetos pueden ser físicos aquellos
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que pueden ser percibidos por nuestros conceptuales aquellos que son abstractos.
sentido
y
Figura 2. 33 Representación del conocimiento mediante objetos Fuente: http://www.uv.mx/aguerra/teaching/pl-06/apuntesse.pdf visitado el 06/11/07
Semánticas, históricamente fue la primera o Redes representación del conocimiento, y se desarrollaron para representar el significado o semántica de oraciones. Este método de representación es gráfico, se tienen nodos que representan objetos, interconectados entre sí mediante relaciones llamadas arcos o vectores, cada nodo y cada enlace en una red semántica, deben estar asociados con objetos descriptivos
Figura 2. 34 Redes Semánticas Fuente: http://www.redcientifica.com/doc/doc199908210001.html visitado el 25/11/07
Son muy apropiadas para representar conocimiento de naturaleza jerárquica. Las principales aplicaciones son: comprensión de lenguaje natural, bases de datos deductivos, sistemas de aprendizaje, etc. o Frames, Describe clases de objetos en función de los aspectos de los mismos. La representación del conocimiento es mediante marcos. Las plantillas están formadas por un nombre y por una serie de campos de información o ranuras (slots). Cada ranura puede contener uno o más enlaces (facets). Cada enlace 50
tiene un valor asociado. definidos para cada ranura
Varios
enlaces
pueden
ser
Figura 2. 35 Frame Fuente: http://www.redcientifica.com/doc/doc199908210001.html, visitado el 25/11/07
Este método es una manera de organizar el conocimiento como una colección de características comunes al concepto, objeto, situación ó sujeto. La base de datos o base de hechos Se puede decir que constituye la memoria de trabajo del sistema experto, que se utiliza para almacenar los datos recibidos inicialmente para la resolución de un problema específico. Contiene el conocimiento sobre el caso concreto en que se trabaja, es decir se trata de un almacenamiento transitorio de conocimiento para solucionar un problema en particular. También se registrarán en ella las conclusiones intermedias y los datos generados en el proceso de inferencia. Al memorizar todos los resultados intermedios, conserva características de los razonamientos efectuados; por lo tanto, se puede explicar las deducciones y el comportamiento del sistema. Esta base (memoria temporal) no se conserva (sólo en caso de ser necesario para el usuario) y depende exclusivamente del tema que se está desarrollando. Módulo de Control de Coherencia Este componente controla la consistencia de la base de conocimiento y previene la entrada de información incoherente en la misma. Es un componente muy necesario, a pesar de ser reciente.
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En situaciones complejas incluso el experto humano puede formular afirmaciones inconsistentes. Por ello, es necesario un subsistema de control de coherencia, que evite que se introduzca conocimiento contradictorio en la base de conocimiento, especialmente en sistemas con mecanismos de propagación de incertidumbre, ya que se podría llegar a conclusiones absurdas o en conflicto. Por otra parte, cuando los expertos humanos introducen información, este subsistema informa sobre las restricciones que esta debe cumplir para ser coherente con la existente en la base de conocimiento, de esta forma, ayuda a los expertos humanos a dar información fiable. El Motor de Inferencia El motor de inferencia es el componente principal de todo s i s t e m a e x p e r t o , ya q u e c o n t r o l a e l p r o c e s o d e r a z o n a m i e n t o que seguirá el sistema, modelando de esta manera el proceso de razonamiento humano. Utilizando los datos que se le suministran, recorre la base de conocimientos para alcanzar una solución, es decir la función principal de este componente es el de sacar conclusiones aplicando el conocimiento (conjunto de reglas almacenadas en la base del conocimiento) a los datos (hechos presentes). Las conclusiones del motor de inferencia pueden estar basadas en conocimiento determinista o conocimiento probabilístico. El desarrollo de situaciones de incertidumbre (probabilísticas) puede ser considerablemente más difícil que el desarrollo de situaciones ciertas (deterministas). En muchos casos, algunos hechos (datos) no se conocen con absoluta certeza, es decir, que se dispone sólo de información aleatoria o difusa; caso contrario hay situaciones deterministas en las que si la premisa de una regla es cierta, entonces la conclusión debe ser también cierta. Para obtener conclusiones, los expertos utilizan diferentes tipos de reglas de inferencia y estrategias de inferencia y control. En lo relativo a las reglas de inferencia, básicamente el motor de inferencia usa: o Modus Ponens: es quizás la regla de inferencia más c o m ú n m e n t e u t i l i z a d a ya q u e p r o v e e u n s o l o e l e m e n t o c o m o
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respuesta; es decir que ésta regla se utiliza para obtener conclusiones simples. En ella, se examina la premisa de la regla, y si es cierta, la conclusión pasa a formar parte del conocimiento. Por ejemplo si se tiene la regla, “Si A es cierto, entonces B es cierto” y que sabemos además que A es cierto. La regla Modus Ponens concluye que B es cierto.
Figura 2. 36 Regla de Inferencia Modus Ponens Fuente: http://personales.unican.es/gutierjm/docs/tut_redes.pdf visitado el 25/11/07
Tollens: se utiliza también para obtener o Modus conclusiones simples. En este caso se examina la conclusión y si es falsa, se concluye que la premisa también es falsa. Por ejemplo, se tiene la regla, “Si A es cierto, entonces B es cierto” pero se sabe que B es falso. Entonces, utilizando la regla Modus Ponens no se puede obtener ninguna conclusión, pero la regla Modus Tollens concluye que A es falso.
Figura 2. 37 Regla de Inferencia Modus Tollens Fuente: http://personales.unican.es/gutierjm/docs/tut_redes.pdf visitado el 25/11/07
En cuanto a la parte del control el motor de inferencia es el responsable de la propagación del conocimiento, es así que, 53
en los sistemas expertos basados en probabilidad, la propagación de incertidumbre es la tarea principal del motor de inferencia, que permite sacar conclusiones bajo incertidumbre. Las estrategias de inferencia y control son: o Encadenamiento hacia delante (forward chaining): es una de las estrategias de inferencia más utilizadas para obtener conclusiones compuestas. En este caso se comienza con los hechos disponibles en la base de datos, y se buscan reglas que satisfagan esos datos, es decir, reglas que verifiquen la primera parte, y se llegue al objetivo requerido. El encadenamiento hacia delante puede utilizarse cuando las premisas de ciertas reglas coinciden con las conclusiones de otras. Cuando se encadenan las reglas, los hechos pueden utilizarse para dar lugar a nuevos hechos. Cuando se utiliza este método, el usuario comienza introduciendo datos del problema en la base de datos del sistema, a este enfoque se le llama también guiado por datos; por ejemplo un cajero automático. o Encadenamiento hacia atrás (backward chaining): ésta estrategia suele llamarse guiado por objetivos, ya que, el sistema comenzará por el objetivo y operará retrocediendo para ver cómo se deduce ese objetivo partiendo de los datos. Esto se produce directamente o a través de conclusiones intermedias o subobjetivos. Lo que se intenta es probar una hipótesis del problema, es decir el algoritmo navega hacia atrás a través de las reglas en búsqueda de una conclusión que confirme dicha hipótesis. Interfaz de Usuario El Interfaz de usuario establece una comunicación entre el sistema experto y el usuario, es decir, éste último puede realizar preguntas a través del ingreso de datos referentes al problema de interés, lecturas del proceso, solicitud de datos adicionales (si fuera necesario) y recibirá del sistema respuestas (conclusiones) e incluso explicaciones y justificaciones; esto se realiza mediante el lenguaje natural.
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Este componente presenta la forma en la que el sistema se mostrará ante el usuario, el mismo que puede realizar consultas al sistema a través de menús, gráficos, o algún otro tipo de interfase, y éste le responderá con resultados que sean claros. Requisitos o Características de la interfase: 1. El sistema debe ser intuitivo, cómodo y relativamente sencillo en cuanto a su manejo, ya que el usuario no debe dedicar mucho tiempo al aprendizaje del sistema. 2. Debe evitarse en lo posible la entrada de datos errónea. 3. Los resultados deben presentarse de una forma clara y concisa para el usuario. 4. Las preguntas y explicaciones deben ser comprensibles La importancia de la interfase de usuario, se debe a que los usuarios comúnmente evalúan los sistemas por dicha interfase más que por la funcionalidad del sistema experto. M ó d u l o d e Ad q u i s i c i ó n d e l C o n o c i m i e n t o Todo el conocimiento que se obtienen debe ser estructurado de una forma correcta, el mismo que se almacena en lo que se conoce como la base de conocimiento. Una de las tareas más difíciles en el desarrollo de un sistema experto es el proceso de crear y actualizar la base de conocimiento. De esto se encarga el módulo de adquisición del conocimiento ya que permite añadir, eliminar o modificar elementos de c o n o c i m i e n t o ( e n l a m a yo r í a d e l o s c a s o s r e g l a s ) e n e l sistema experto. Si el entorno es dinámico se debe mantener actualizado el conocimiento para que el sistema funcione correctamente.
Requisitos o características del componente de adquisición: 1. El conocimiento, es decir, las reglas, los hechos, las relaciones entre los hechos, etc. debe poder introducirse de la forma más sencilla posible.
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2. Posibilidades de información contenida
representación en una base
clara de toda la de conocimientos.
3. Comprobación automática de la sintaxis. 4. Acceso al lenguaje de programación constantemente. El experto deberá estar algo familiarizado con el componente de adquisición para poder realizar modificaciones por sí sólo. El Subsistema de Explicación Para muchos usuarios es necesario la explicación de las conclusiones sacadas o de las acciones iniciadas por el sistema experto, debido a los riesgos asociados con las acciones a ejecutar, para lo cual el sistema le presentará una secuencia completa de reglas usadas con las que se alcanzó dicha conclusión, de esta forma, y con el tiempo suficiente, los usuarios pueden convertirse en especialistas en la materia, al asimilar el proceso de razonamiento seguido por el sistema. De esto se encarga el subsistema de explicación. Por ejemplo, en el campo del diagnóstico médico, los doctores son responsables de los diagnósticos, independientemente de las técnicas utilizadas para sacar conclusiones. En estas situaciones, sin un subsistema de explicación, los doctores pueden no ser capaces de explicar a sus pacientes las razones de su diagnóstico. La exactitud de los resultados suministrados por el sistema experto sólo podrá ser controlada por los expertos. Este subsistema también puede usarse para depurar el sistema experto durante su desarrollo.
2.2.6 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS EXPERTOS Los sistemas expertos se clasifican de acuerdo al tipo de conocimiento que se utiliza, entre los más importantes están los sistemas expertos basados en reglas y los sistemas expertos basados en probabilidad. Sistemas Expertos basado en reglas, el desarrollo de la base de conocimiento se basa en un conjunto de reglas lógicas, donde el estado actual depende del estado anterior y
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de las acciones sobre el entorno; para la obtención de las conclusiones usa un mecanismo de razonamiento lógico que es muy simple. El motor de inferencia trabaja con algoritmos complejos, por lo cual es relativamente lento, y su aprendizaje estructural es complejo. Su simplicidad y similitud con el razonamiento humano, han contribuido para su aceptación en diferentes dominios y son los más comúnmente utilizados. En estos sistemas, la i n f o r m a c i ó n c o n l a q u e s e c u e n t a e s d e t e r m i n í s t i c a , ya q u e s e trabaja datos históricos exitosos o no. Las reglas representan el conocimiento y tienen la siguiente forma: SI-ENTONCES (IF-THEN), es decir tienen 2 partes: o La parte SI (IF), es el antecedente, premisa, condición o situación. o La parte ENTONCES (THEN), es la conclusión, acción o respuesta. Una regla es una afirmación lógica que relaciona información conocida con otra que puede ser inferida o se sabe que es cierta. Una afirmación es una declaración de que algo es verdadero o es un hecho conocido. El conjunto de afirmaciones se conoce comúnmente con el nombre de base de afirmaciones y al conjunto de reglas se lo denomina base de reglas. Un sistema basado en reglas utiliza el Modus Ponens como regla de inferencia, para manipular las afirmaciones y las reglas durante el proceso de inferencia. Los métodos de razonamiento se automatizan mediante técnicas de búsqueda y procesos de unificación, y a la vez proporcionan una secuencia lógica desde los datos iniciales, hasta las conclusiones deseadas. Esto permite que se v a ya n conociendo nuevos hechos o descubriendo nuevas afirmaciones, a medida que va guiando hacia la solución del problema. En consecuencia, el proceso de solución de un problema los sistemas basados en reglas va realizando una serie inferencias. Las inferencias están concatenadas y se realiza en forma progresiva, es decir que el proceso solución origina una cadena de inferencias.
en de las de
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Sin embargo, por el hecho de ser un sistema muy sencillo, la resolución de problemas puede dar como respuesta final c o n c l u s i o n e s q u e n o s e a n c o n o c i d a s c o n t o t a l c e r t e z a , ya q u e las reglas del experto pueden ser vagas, o el usuario puede estar inseguro sobre sus respuestas. Sistemas Expertos basado en probabilidades, el desarrollo de la base de conocimiento, se realiza en base a frecuencias, lo cual requiere de mucha información, la obtención de las c o n c l u s i o n e s r e s u l t a m á s c o m p l e j a , ya q u e l a e s t r a t e g i a d e razonamiento usada es el razonamiento probabilístico (son predicciones o probabilidades que no siempre son ciertas). El motor de inferencia se realiza con algoritmos simples, el aprendizaje paramétrico es sencillo. Estos son sistemas en los que existe incertidumbre, por lo que necesita ser tratada. Incertidumbre se entiende como falta de certeza o certidumbre y puede darse en situaciones como: o Cuando los hechos o datos pueden no ser conocidos con exactitud, es decir son imprecisos, contienen errores, datos ausentes, etc. o Cuando el conocimiento no es determinista. Por ejemplo, las relaciones entre enfermedades y síntomas; un mismo conjunto de síntomas puede estar asociado a varias enfermedades. Para tratar la incertidumbre los primeros sistemas expertos usaban la probabilidad, pero al encontrarse con algunos problemas por el uso incorrecto de algunas hipótesis fue desechado. Con la aparición de las redes probabilísticas (Redes Bayesianas y Cadenas de Markov) el uso de la probabilidad para el tratamiento de la incertidumbre ha sido aceptada y hoy en día es la más usada, ya que permiten definir de forma gráfica (grafos) las relaciones de dependencia y sacar conclusiones usando fórmulas muy conocidas de la teoría de la probabilidad.
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2.3 LÓGICA DIFUSA 2.3.1 INTRODUCCIÓN A LA LÓGICA DIFUSA La lógica difusa “fuzzy” o borrosa fue expuesta en 1965 por Lofti Zadeh (USA) ingeniero de la Universidad de California, para simular la manera en que las personas resuelven sus problemas cotidianos y para tomar decisiones en situaciones complejas. Zadeh introdujo el concepto de conjuntos difusos donde el razonamiento se basa en la aproximación a la percepción humana: no todo es blanco o negro, los distintos tipos de grises predominan en el pensamiento humano. Por tanto, se dio prioridad a la aproximación más que a la precisión, lo cual recibió toda la atención e importancia. Actualmente gracias a los adelantos tecnológicos se han desarrollado sistemas basados en lógica difusa como por ejemplo: máquinas lavadoras, cámaras de vídeo, aire acondicionado, máquinas lava platos, transmisión de automóviles, trenes, suburbanos, reguladores de control de combustión y control de calidad del cemento. Además ésta lógica está resurgiendo en los sistemas de información, donde proporciona soporte de decisiones y sistemas expertos con las capacidades de razonamiento eficaz, limitados a un mínimo de reglas. Las reglas involucradas en un sistema difuso, pueden ser aprendidas con sistemas adaptativos que aprenden al observar como operan las personas, los dispositivos reales, o estas reglas pueden también ser formuladas por un experto humano.
2.3.2 CONCEPTOS DE LÓGICA DIFUSA La lógica difusa es una rama de la inteligencia artificial que se basa en la forma en que el cerebro maneja información inexacta. Ésta lógica utiliza expresiones que no son ni totalmente ciertas ni completamente falsas, es decir, que puede tomar un valor cualquiera de veracidad dentro de un 59
conjunto de valores, limitado en un extremo a la verdad absoluta y en el otro a la falsedad total. Además es un sistema matemático que modela funciones no lineales, que convierte unas entradas en salidas de acuerdo con los planteamientos lógicos que usan el razonamiento aproximado. El objetivo de la lógica difusa es mejorar la inteligencia de los sistemas que trabajan en un ambiente de incertidumbre, imprecisión y ruido, como por ejemplo: sistemas de control de procesos industriales, sistemas de información y análisis de decisión, instrumentación médica y dispositivos, La lógica difusa está basada en los denominados conjuntos difusos y un sistema de inferencia borroso basado en reglas de la forma “SI....... ENTONCES...... ", donde los valores lingüísticos de la premisa y el consecuente están definidos por conjuntos difusos, es así como las reglas siempre convierten un conjunto difuso en otro.
2.3.3 CONJUNTOS DIFUSOS Cada día la mayoría de los fenómenos que encontramos en nuestro entorno son imprecisos, es decir, tienen un cierto grado de difusidad en la descripción de su naturaleza. Esta imprecisión puede estar relacionada con su forma, posición, momento, color, textura, o incluso en la semántica que describe lo que son. Por ejemplo la definición exacta de cuando la temperatura va de templada a caliente es imprecisa, no se puede identificar un punto simple de templado, así que se toma un simple grado de la temperatura y se lo considerada como caliente. Este tipo de imprecisión o difusidad es común en todos los campos de estudio: sociología, física, biología, finanzas, ingeniería, oceanografía, psicología, etc. De ahí que la mayoría de los fenómenos de la realidad pueden estar representados por los conjuntos difusos los cuales no sólo se representan con dos estados, sino con un infinito n ú m e r o d e e s t a d o s c o m p r e n d i d o s e n t r e 0 y1 ; p o r t a l r a z ó n u n conjunto difuso se asigna o toma uno de sus elementos un grado de pertenencia en dicho conjunto, el cual se lo conoce como función de membresía o función de pertenencia que es básicamente quién se encarga de ligar los elementos de un
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dominio o universo intervalo de 0 a1.
de discurso
con los elementos en el
La principal diferencia entre la lógica tradicional y la lógica difusa es: mientras que los valores de la función de pertenencia de la primera son 0 o 1 (figura 2.38), es decir siempre tiene funciones de membresía únicas, la lógica difusa se mueve en todo el intervalo [0,1] (figura 2.39) es decir tiene un número infinito de funciones de membresía que pueden representarlo. Se suele normalizar el grado de pertenencia máximo a 1.
Figura 2. 38 Conjuntos con Lógica Clásica Fuente: http://members.tripod.com/jesus_alfonso_lopez/FuzzyIntro.html visitado el 29/12/2007
Figura 2. 39 Conjunto difuso y sus variables lingüísticas
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Fuente: http://www.salle.url.edu/~se04184/P2Definitions.html visitado el 29/12/07
Variable lingüística es aquella noción o concepto que se califica de forma difusa. Por ejemplo: la altura, la edad, el error, la variación del error, etc. Se le aplica el adjetivo "lingüística" porque se define sus características mediante el lenguaje hablado. Universo de discurso es el rango de valores que pueden tomar los elementos que poseen la propiedad expresada por la variable lingüística. Valor lingüístico se llama valor lingüístico a las diferentes clasificaciones que se efectúa sobre la variable lingüística: en el caso de la altura, el universo de discurso se podría dividir en diferentes valores lingüísticos: 'bajo','mediano' y 'alto'. Cada valor lingüístico tendrá un conjunto difuso asociado, de forma que se hablaría de los conjuntos difusos 'bajo','alto', asociados a la variable lingüística 'altura'. La función de pertenencia se define como aquella aplicación que asocia a cada elemento de un conjunto difuso el grado con que pertenece al valor lingüístico asociado. Los conjuntos difusos son caracterizados por sus funciones de pertenencia.
2.3.4 FUNCIONES DE PERTENENCIA Para definir conjuntos difusos, cualquier función sería válida pero en la práctica hay ciertas funciones típicas que siempre se suelen usar, tanto por la facilidad de computación que su uso lleva como por su estructura lógica para definir su valor lingüístico asociado. Las principales funciones de pertenencia son: Función Triangular: Esta función se usa para describir valores intermedios. Esta definido por sus límites inferior a y superior b y el valor modal m, tal que a0. • •
Definida por su valor medio m y el
Es la típica campana de Gauss. Cuanto mayor es k, más estrecha es la campana.
Figura 2. 43 Función Gaussiana Fuente: www.tdr.cesca.es/TESIS_UPC/AVAILABLE/TDX-0207105105056//DIFUSOSO1.pdf visitado el 29/12/07
Función Exponencial: valor K>1. •
Definida por su valor medio m y el
C u a n t o m a yo r e s e l v a l o r d e k , e l c r e c i m i e n t o e s m á s rápido aún y la campana es más estrecha.
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Figura 2. 44 Función Exponencial Fuente: www.tdr.cesca.es/TESIS_UPC/AVAILABLE/TDX-0207105105056//DIFUSOSO1.pdf visitado el 29/12/07
2.3.5 OPERACIONES ENTRE LOS CONJUNTOS DIFUSOS Algunas de las operaciones más comunes que se pueden aplicar a los conjuntos difusos son: Intersección, Unión y complemento. Zadeh propuso la operación Mínimo para la intersección y el Máximo para la unión de dos conjuntos difusos. Se tiene los siguientes conjuntos difusos:
Figura 2. 45 Conjuntos difusos entre los que se aplicaran las operaciones Fuente: http://members.tripod.com/jesus_alfonso_lopez/FuzzyIntro.html, visitado el 29/12/2007
Intersección: El conjunto intersección de dos conjuntos A y B, se define como los elementos que están en el conjunto A Y en el conjunto B; de esta manera la intersección entre conjuntos se puede entender como una operación tipo AND entre los mismos.
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Figura 2. 46 Intersección entre Conjuntos Difusos Fuente: http://members.tripod.com/jesus_alfonso_lopez/FuzzyIntro.html, visitado el 29/12/2007
Ejemplo: Se requiere encontrar el nivel de pertenencia del valor x= 4.5 a la intersección de los dos conjuntos difusos mostrados en la figura 2.46. Al aplicar la función triangular, se ve que el valor x=4.5 tiene un nivel de pertenencia de 0.8 al conjunto A y de 0.2 al conjunto B, y el valor de pertenencia de x= 4.5 a la intersección (zona sombreada) entre los conjuntos A y B es el valor mínimo de los valores de pertenencia, siendo este 0.2 Unión: El conjunto unión de dos conjuntos A y B, se define como los elementos que están en el conjunto A OR en el conjunto B; de esta manera la unión entre conjuntos se puede entender como el una operación tipo OR entre los mismos.
Figura 2. 47 Unión entre Conjuntos Difusos Fuente: http://members.tripod.com/jesus_alfonso_lopez/FuzzyIntro.html, visitado el 29/12/2007
Ejemplo: Se requiere encontrar el nivel de pertenencia del valor x= 4.5 a la unión de los dos conjuntos difusos mostrados en la figura 2.47. Al aplicar la función triangular, se ve que el valor x=4.5 tiene un nivel de pertenencia de 0.8 al conjunto A y de 0.2 al conjunto B, y el valor de pertenencia de x= 4.5 a la unión 66
(zona sombreada) entre los conjuntos A y B es el valor máximo de los valores de pertenencia, siendo este 0.8 De manera matemática lo anterior se puede expresar así: Complemento: Este conjunto se podría formar restándole a 1 los valores de pertenencia del conjunto difuso al que se desea encontrar el complemento.
Figura 2. 48 Complemento de Conjuntos Difusos Fuente: http://members.tripod.com/jesus_alfonso_lopez/FuzzyIntro.html, visitado el 29/12/2007
Ejemplo: Se requiere encontrar el nivel de pertenencia del valor x= 6 al complemento del conjunto difuso A, figura 2.48. Para x=6 el valor de pertenencia al conjunto A es de 0.8, y el complemento sería lo que le falta a ésta valor para alcanzar el máximo valor posible que es 1, de ahí se tendría que el nivel de pertenencia de x=6 al complemento es de 0.2, Matemáticamente esta operación se expresa así:
2.3.6 ARQUITECTURA GENERAL DE UN SISTEMA BASADO EN LÓGICA DIFUSA Los sistemas más comunes que emplean lógica difusa se basan en el sistema tipo Mamdani (con fuzzificador y defuzzificador) que se muestra en la figura 2.49.
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Figura 2. 49 Sistema Difuso Mandani Fuente: http://members.tripod.com/jesus_alfonso_lopez/FuzzyIntro2.html, visitado el 29/12/2007
Fuzzificador: La entrada de un sistema de lógica difusa normalmente es un valor numérico proveniente, por ejemplo, de un sensor; para que este valor pueda ser procesado por el sistema difuso es necesario convertirlo en un valor “difuso” que el mecanismo de inferencia pueda procesar, ésta es la función del fuzzificador, Estos valores difusos son los niveles de pertenencia de los valores de entrada a los diferentes conjuntos difusos en los cuales se ha dividido el universo de discurso de las diferentes variables de entrada al sistema. Mecanismo de inferencia difusa: Una vez que se tienen los diferentes niveles de pertenencia arrojados por el fuzzificador, éstos son procesados para generar una salida difusa. La tarea del sistema de inferencia es tomar los niveles de pertenencia y en base a las reglas genera la salida del sistema difuso. Base de Reglas Difusas: La base de reglas es la manera que tiene el sistema difuso para guardar el conocimiento linguístico que le permiten resolver el problema para el cual ha sido diseñado. Estas reglas son del tipo IF-THEN. Una regla esta formada de dos partes, el antecedente y la conclusión como se observa en la siguiente figura 2.50.
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Figura 2. 50 Estructura de una Regla Fuente: http://members.tripod.com/jesus_alfonso_lopez/FuzzyIntro2.html, visitado el 29/12/2007
Defuzzificador: La salida que genera el mecanismo de inferencia es una salida difusa, lo cual significa que no puede ser interpretada por un elemento externo (por ejemplo un controlador) que solo manipule información numérica. Y para ello es necesario convertir la salida difusa del mecanismo de inferencia; este proceso lo realiza el Defuzzificador. La salida del mecanismo de inferencia es un conjunto difuso para generar la salida numérica a partir de este conjunto existen varias opciones como el Centro de Gravedad, los Centros Promediados entre otros.
Figura 2. 51 Centro de Gravedad y Centros Promedio Fuente: http://members.tripod.com/jesus_alfonso_lopez/FuzzyIntro2.html, visitado el 29/12/2007
2.3.8 APLICACIONES Y VENTAJAS DE LA LÓGICA DIFUSA Ap l i c a c i o n e s La lógica difusa se utiliza cuando la complejidad para desarrollar un proceso es muy alta y no existen modelos matemáticos precisos para procesos altamente no lineales o cuando el conocimiento es impreciso o subjetivo. A continuación se citan algunos ejemplos de su aplicación: Sistemas de control de acondicionadores de aire Sistemas de foco automático en cámaras fotográficas Electrodomésticos familiares (Frigoríficos, lavadoras...) Sistemas de reconocimiento de escritura Mejora en la eficiencia del uso de combustible en motores Sistemas expertos del conocimiento (simular el comportamiento de un experto humano) o Tecnología informática o Bases de datos difusas: Almacenar y consultar información imprecisa. o o o o o o
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o En general, en la gran mayoría de los sistemas de control que no dependen de solo dos estados (Sí/No). En cambio, no es aplicable cuando algún modelo matemático ya soluciona eficientemente el problema, cuando los problemas son lineales o cuando no tienen solución. Ventajas o Ofrece salidas de una forma veloz y precisa, disminuyendo así las transiciones de estados fundamentales en el entorno físico que controle. o Este tipo de sistemas están dando muy buenos resultados en procesos no lineales y de difícil modelización o El modo de funcionamiento es similar al comportamiento humano. o Es una forma rápida y económica de resolver un problema. o No se necesita conocer el modelo matemático que rige su funcionamiento.
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2.4 SHELL XFUZZY P a r a e l d e s a r r o l l o d e n u e s t r o s i s t e m a u t i l i z a m o s X f u z z y 3 . 0 ya que cumple con todas las características necesarias para diseñar sistemas de inferencia basados en lógica difusa, además posee varias herramientas que facilitan cubrir las diferentes etapas del proceso de diseño de sistemas difusos. Esta herramienta es un entorno de desarrollo que ha sido programado en java y puede ser ejecutado sobre cualquier plataforma JRE (Java Runtime Environment) facilitándonos de esta manera su programación.
2.4.1 ETAPAS DEL PROCESO DE DISEÑO EN XFUZZY 3.0 Xfuzzy 3.0 es un entorno de desarrollo de sistemas difusos que integra todas sus herramientas bajo una interfaz gráfica de usuario que facilita el proceso de diseño. La figura 2.52 muestra la pantalla principal.
Figura 2. 52 Pantalla principal del entorno Xfuzzy 3.0 Fuente: software Xfuzzy
Esta ventana principal muestra la barra de menús que contiene los enlaces a las diferentes herramientas. La zona central de la ventana muestra dos listas. La primera es la lista de sistemas cargados (el entorno puede trabajar con varios sistemas simultáneamente). La segunda lista contiene los paquetes cargados. El resto de la ventana principal está ocupado por un área de mensajes. Etapa de descripción
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Esta etapa contiene herramientas gráficas para la descripción del sistema difuso: xfedit y xfpkg. o Xfedit: Permite la definición lógica del sistema, es decir, la definición de sus variables lingüísticas y las relaciones lógicas entre ellas.
Figura 2. 53 Herramienta gráfica Xfedit Fuente: software Xfuzzy
Esta ventana se divide en tres partes: la izquierda contiene las listas de las variables salida globales; en la parte de la derecha se listas de los conjuntos de operadores, tipos lingüísticas y bases de reglas; y por último, la muestra la estructura jerárquica del sistema.
parte de la de entrada y registran las de variables parte central
o Xfpkg: Esta herramienta facilita la descripción de las funciones matemáticas asignadas a los operadores difusos, los modificadores lingüísticos, las funciones de pertenencia y los métodos de defuzzificación. Etapa de verificación La etapa de verificación posee herramientas de simulación, monitorización y representación gráfica del comportamiento del sistema. El objetivo principal de esta etapa es detectar las posibles anomalías frente al comportamiento esperado e identificar las causas de estas anomalías.
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La etapa de verificación se puede realizar mediante cuatro herramientas. o La primera xf2dplot, muestra el comportamiento del sistema mediante una gráfica bidimensional, es decir puede estudiar el comportamiento de una variable de salida en función de una variable de entrada segunda herramienta, xf3dplot, genera una o La representación gráfica tridimensional del comportamiento del sistema, es decir, muestra una superficie que presenta una variable de salida como una función de dos variables de entrada. herramienta de monitorización, xfmt, muestra o La gráficamente los valores de las diferentes variables internas y los grados de activación de las reglas y variables lingüísticas, para un conjunto de variables de entrada determinado o Y por último, la herramienta xfsim está orientada hacia la simulación del sistema dentro de su entorno de operación (real o modelado), permitiendo ilustrar la evolución del sistema mediante representaciones gráficas de las variables seleccionadas por el usuario. Etapa de ajuste El proceso de ajuste consiste en modificar los diferentes parámetros de las funciones de pertenencia que aparecen en la definición del sistema. Debido a que muchas veces el número de parámetros que deben ser modificados es elevado, se requiere de técnicas automáticas. Existen dos tipos de mecanismos de aprendizaje: o Aprendizaje supervisado, el comportamiento deseado del sistema es descrito mediante un conjunto de patrones de entrenamiento (y de test), o Aprendizaje por refuerzo lo que se conoce no es la salida exacta del sistema sino el efecto que el sistema debe producir sobre su entorno, por lo que se hace necesario la monitorización de su comportamiento en línea. Además de los mecanismos de aprendizaje la etapa de ajuste incluye una herramienta denominada xfsl, que está basada en el uso de algoritmos de aprendizaje supervisado para ajustar los sistemas difusos desarrollados. Etapa de síntesis
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La etapa de síntesis es el último paso en el flujo de diseño de un sistema. Su objetivo es generar una implementación del sistema que pueda ser usada externamente. Xfuzzy proporciona al usuario tres herramientas para generar descripciones en lenguajes de alto nivel: xfc, genera una descripción del sistema en ANSI-C; xfcpp, se utiliza para generar una descripción C++; y xfj, describe el sistema difuso mediante una clase Java. En el desarrollo de nuestro sistema empleamos la herramienta xfj que genera código java, facilitándonos de esta manera la interacción con NetBeans donde diseñamos la interfase del sistema con el usuario. El enlace entre todas las herramientas de las diferentes etapas es el uso de un lenguaje de especificación común, XFL3, que permite expresar relaciones muy complejas entre variables difusas por medio de bases de reglas jerárquicas y conectivas, modificadores lingüísticos, funciones de pertenencia y métodos de defuzzificación definidos por el usuario.
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CAPITULO III: DESARROLLO DEL SISTEMA EXPERTO
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Artículo I.3.1 DESARROLLO DE UN SISTEMA EXPERTO En el desarrollo de Sistemas Expertos, intervienen ingenieros del conocimiento y expertos del dominio en el cual se enmarca el sistema a construir. Un ingeniero del conocimiento es un e s p e c i a l i s t a e n s i s t e m a s e x p e r t o s c u ya m i s i ó n e s o b t e n e r y codificar el conocimiento obtenido del experto. El experto del dominio es el responsable del conocimiento descriptivo. Como se muestra en la figura 3.1 las etapas para el diseño e implementación de un sistema experto son:
Figura 3. 1 Proceso de Diseño de un Sistema Experto Fuente: http://www.depi.itch.edu.mx/apacheco/ai/metodolo.htm, visitado el 25/11/07
Planteamiento del problema. La primera etapa es la definición del problema a resolver y es la más importante en el desarrollo del sistema. Puesto que el objetivo principal de un sistema experto es responder a preguntas y resolver problemas, Si el sistema está mal definido, se espera que el sistema suministre respuestas erróneas.
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En esta fase trabajan conjuntamente el experto humano quién describe distintos casos y el ingeniero del conocimiento formula una descripción preliminar del problema. El experto en el dominio normalmente sugerirá cambios, hasta que se aclaren los aspectos más significativos del problema. El Ingeniero del Conocimiento modifica su descripción preliminar y la presenta al Experto en el Dominio para que sugiera nuevos cambios, hasta que ambos concluyen que la descripción es adecuada. El problema que se plantea es la falta de una herramienta que ayude al técnico en mecánica para obtener un diagnóstico a c e r t a d o a c e r c a d e l e s t a d o d e l s i s t e m a d e i n ye c c i ó n electrónica y escape de los automóviles con motores a cuatro tiempos eliminando de esta manera los procesos empíricos que se realizan tradicionalmente y que pueden poner en riesgo la vida útil de los sistemas antes mencionados. Encontrar expertos humanos que puedan resolver el problema. Una vez delimitado el tema, se desarrolla el sistema utilizando los conocimientos de los expertos en el área de la mecánica automotriz El experto debe comprobar constantemente mientras se desarrolla el sistema para verificar que el conocimiento p r o p o r c i o n a d o h a ya s i d o t r a n s m i t i d o d e l a f o r m a m á s conveniente para en la programación del mismo. D i s e ñ o d e u n s i s t e m a e x p e r t o . E s t a e t a p a i n c l u ye e l d i s e ñ o de estructuras para almacenar el conocimiento, el motor de inferencia, el subsistema de explicación, la interfaz de usuario, etc. El ingeniero del conocimiento es responsable de una implementación correcta: analiza, organiza, depura y plasma simbólicamente el conocimiento obtenido del experto (reglas if-then)
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Figura 3. 2 Esquema del Diseño del Sistema Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
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Elección de la herramienta de desarrollo. Se diseñan los programas que sean necesarios para simular en la computadora el proceso de resolución que llevaría el experto humano (reglas de Prolog, XFuzzy, Clips, etc.), a fin de obtener un primer prototipo del sistema. La herramienta escogida para el diseño del sistema es Xfuzzy ya que las herramientas que este provee permiten realizar inferencia basada en lógica difusa, además es un software fácil de entender y aplicar.
Figura 3. 3 Ventana de Edición de XFuzzy Fuente: Software XFuzzy
En esta ventana se definen las diferentes entradas y salidas que va a tener el sistema como se puede observar en la parte izquierda de la figura 3.3. En la parte central de la ventana se puede observar la relación que existe entre las diferentes entradas y reglas con sus respectivas salidas, mientras que en la parte derecha se tiene la definición de cada conjunto difuso requerido por el sistema así como también las reglas que gobiernan el mismo.
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Figura 3. 4 Conjunto Difuso Tiempo Fuente: Software XFuzzy
En la figura 3.4 se puede apreciar el conjunto difuso con su variable lingüística tiempo, la misma que esta formada por los valores lingüísticos: • menos_seis que va desde 0 hasta 45, • seis que va de 30 hasta 90 y • más_seis que va desde 75 hasta 120, según los rangos estimados para el proyecto
Figura 3. 5 Conjunto Difuso Funcionamiento Fuente: Software XFuzzy
En la figura 3.5 se puede apreciar el conjunto difuso con su variable lingüística funcionamiento, la misma que está formada por los valores lingüísticos: • menor que van desde 0 hasta 45, • normal que van de 30 hasta 90; y,
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•
mayor que van desde 75 hasta 120.
Figura 3. 6 Conjunto Difuso Estado Actual Fuente: Software XFuzzy
En la figura 3.6 se puede apreciar el conjunto difuso con su variable lingüística estado_actual, la misma que esta formada por los valores lingüísticos: • mal que va desde 0 hasta 50, • medianamente_mal que va de 30 hasta 100, • b i e n q u e v a d e s d e 8 0 h a s t a 1 5 0 ; y, • excelente que va de 130 a 200.
Figura 3. 7 Conjunto Difuso Inf Fuente: Software XFuzzy
En la figura 3.7 se puede apreciar el conjunto difuso con su variable lingüística inf, la misma que esta formada por los valores lingüísticos:
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• • •
mal que va desde 0 hasta 45, bien que va de 30 hasta 90 y excelente que va desde 75 hasta 120.
Figura 3. 8 Conjunto Difuso Mantenimiento Fuente: Software XFuzzy
En la figura 3.8 se puede apreciar el conjunto difuso con su variable lingüística mantenimiento, la misma que esta formada por las valores lingüísticos: • ninguno que va desde 0 hasta 45, • preventivo que va de 30 hasta 90 y • correctivo que va desde 75 hasta 120. Se ha elegido como función de pertenencia a la función trapezoidal debido a que proporciona un rango de tolerancia alrededor del valor representativo.
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Figura 3. 9 Reglas Lógicas Fuente: Software XFuzzy
En la figura 3.9 se muestran las reglas definidas para el funcionamiento del sistema. Desarrollo y prueba de un prototipo. Si el prototipo no pasa las pruebas requeridas, las etapas anteriores (con las modificaciones apropiadas) deberán ser repetidas hasta que se obtenga un prototipo satisfactorio. Refinamiento y generalización. En esta etapa se corrigen los f a l l o s y s e i n c l u ye n n u e v a s p o s i b i l i d a d e s n o i n c o r p o r a d a s e n el diseño inicial y se pase a la fase de prueba. Mantenimiento y puesta al día. En esta etapa el usuario plantea problemas o defectos del prototipo, corrige errores, actualiza el producto con nuevos avances, etc. El proceso de prueba se considera superado cuando las soluciones propuestas por el sistema sean tan válidas como las del experto humano. T o d a s e s t a s e t a p a s i n f l u ye n e n l a c a l i d a d d e l s i s t e m a e x p e r t o resultante, para que sea lo más sencillo y entendible para los usuarios.
3.2 DIAGRAMAS UML El Lenguaje Unificado de Modelado (ULM) es un estándar d i s e ñ a d o p a r a m a n e j a r y a l m a c e n a r i n f o r m a c i ó n ya s e a é s t a
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estática o dinámica mediante una serie de vistas es decir d i a g r a m a s q u e r e p r e s e n t a n l a a r q u i t e c t u r a d e u n p r o ye c t o .
3 . 2 . 1 D I AG R AM AS D E C AS O S D E U S O Este diagrama se utiliza para representar el comportamiento del sistema. Está compuesto por actores que son los usuarios del sistema y casos de uso los cuales están representados por elipses. El diagrama de casos de uso muestra las relaciones que existen entre actores y los diferentes casos.
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Diagrama 3.1.1 Casos de Uso Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
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Ingresar al Sistema
Comprobar contraseña s
Mecánic o
Cambiar contraseña s
Diagrama 3.1.2 Casos de ingreso y cambio de contraseña Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
•
Ingresar al Sistema:
El mecánico/técnico digita el usuario y la contraseña, el sistema comprueba que los datos ingresados sean correctos y de ser así permite el ingreso del usuario al sistema.
Mecánic o
Rechaza r ingreso
Ingresar al Sistema
Diagrama 3.1.3 Ingreso erróneo de datos Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
Si el mecánico/técnico ingresa datos erróneos es sistema rechaza la información e impide que el usuario ingrese al sistema. •
Cambiar contraseñas:
El mecánico/ técnico selecciona la opción cambiar usuario y contraseña digita el usuario y contraseña antiguos e ingresa el usuario y contraseña nuevos si la información es correcta el sistema permite el cambio.
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Mecánic o
Rechaza r cambio
Cambio de contraseña s
Diagrama 3.1.4 Ingreso erróneo de datos al cambiar contraseñas Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
Si el mecánico/ técnico ingresa datos erróneos en el usuario y la contraseña antiguos el sistema rechaza el cambio, o si el usuario y contraseña superan el número máximo de caracteres el sistema rechaza la información y no permite el cambio hasta que toda la información sea correcta.
•
Ingresar Nue vos Clientes:
El mecánico/ técnico digita la información correspondiente al propietario y al vehículo, el sistema comprueba que la información sea correcta ingresa el registro al sistema.
Mecánic o
Rechaza r ingreso
Ingresar nuevos clientes
Diagrama 3.1.5 Datos del cliente o automóvil incorrectos Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
Si el mecánico/ técnico ingresa incorrectamente alguno de los datos del propietario o del automóvil el sistema rechaza el ingreso y no permitirá ingresar el registro al sistema hasta que la información sea correcta. Actualizar datos de los clientes
Mecánic o
Eliminar registros de los clientes
Comproba r código
Diagrama 3.1.6 Casos de actualización y eliminación de registros
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Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
•
Ac t u a l i z a r l o s D a t o s d e l o s c l i e n t e s :
El mecánico/ técnico digita el código del cliente, el sistema comprueba que el código es correcto y muestra la información relacionada con el cliente, el usuario modifica los datos requeridos, el sistema comprueba que la nueva información sea correcta y permite la modificación.
Mecánic o
Rechaza r ingreso
Actualizar datos de los clientes
Diagrama 3.1.7 Ingreso incorrectos al actualizar los datos Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
Si el mecánico/ técnico ingresa incorrectamente el código o alguno de los datos del propietario o del automóvil el sistema rechaza la modificación hasta que la información sea correcta. •
Eliminar los Registros:
El mecánico/ técnico digita el código del cliente, el sistema comprueba que éste es correcto y despliega la información relacionada con el cliente y el usuario podrá eliminar el registro seleccionado.
Rechazar eliminación
Mecánic o Eliminar registros de los clientes
Diagrama 3.1.8 Error al eliminar registros Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
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Si el mecánico/ técnico ingresa incorrectamente el código del automóvil el sistema rechaza la eliminación hasta que la información sea correcta. Consultar registros de mantenimiento
Mecánic o
Comproba r código
Guardar información del mantenimiento
Diagrama 3.1.9 Casos de Consultar y Guardar la información Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
•
Consultar registros de Mantenimiento:
El mecánico/ técnico digita el código del automóvil, el sistema comprueba que el código sea correcto y muestra la tabla de mantenimientos realizados al automóvil.
Mecánic o
Rechaza r consulta
Consultar registros de mantenimiento
Diagrama 3.1.10 Error en el código al consultar Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
Si el mecánico/ técnico ingresa incorrectamente el código del automóvil el sistema rechaza la información y no realiza la consulta. •
Guardar la Información del Mantenimiento:
El mecánico/técnico digita la información requerida, el sistema comprueba que la información es correcta y guarda la información del mantenimiento realizado al automóvil.
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Mecánic o
Rechazar almacenamient o
Guardar información el mantenimiento
Diagrama 3.1.11 Error en los datos a ser almacenados Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
Si el mecánico/técnico ingresa incorrectamente la información el sistema rechaza el almacenamiento hasta que se digite la información correcta. Los actores cliente nuevo y cliente antiguo tienen dos casos en común ya que ambos pueden escoger el tipo de diagnóstico que desean para sus vehículos. El cliente nuevo puede solicitar registrarse en el sistema para lo cual proporciona sus datos y los de su vehículo, el sistema comprueba la coherencia de los datos e ingresa la información. El cliente antiguo puede solicitar que se le muestre la tabla de todos los mantenimientos realizados a su vehiculo, proporciona el código del vehículo y el sistema comprueba que la información es correcta y muestra el registro histórico solicitado por el cliente. El operario es el encargado de realizar las diferentes mediciones de los elementos del sistema o extraer la información mediante el escáner y proporcionar la misma al mecánico administrador para que este la ingrese en el sistema y así obtener un diagnóstico acertado.
3 . 2 . 2 D I AG R AM AS D E CL AS E S El diagrama de clases representa una vista estática del sistema en la que proporciona la información de las características que poseen las interfaces que componen el sistema experto. En este diagrama se muestran las distintas clases así como también las relaciones que existen entre ellas, cada clase
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puede tener variables o métodos públicos representados por el símbolo “+”, privados representados por el símbolo “-“ o protegidos representados por el símbolo “#”.
Diagrama 3. 12 Diagrama de Clases parte1 Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
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Diagrama 3. 13 Diagrama de Clases parte 2 Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
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Diagrama 3. 14 Diagrama de Clases parte 3 Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
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Diagrama 3. 15 Diagrama de Clases parte 4 Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
3 . 2 . 3 D I AG R AM AS D E S E C U E N C I A El diagrama de clases representa una vista estática del sistema en la que proporciona la información de las características que poseen las interfaces que componen el sistema experto.
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Diagrama 3. 16 Diagrama De Secuencia Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
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Diagrama 3. 17 Diagrama de Secuencia Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
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Diagrama 3. 18 Diagrama de Secuencia Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
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3 . 2 . 4 D I AG R AM AS D E E S T AD O Este diagrama muestra los distintos estados que pueden presentarse en un objeto durante su tiempo de vida dentro del sistema.
Diagrama 3. 19 Diagrama de Estado Fuente: Esquema Realizado por Alexandra Cazar, Sandra Heredia en base al software desarrollado
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CAPITULO IV: PRUEBAS Y RESULTADOS
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4.1 PRUEBAS DEL SISTEMA
Figura 4. 1 Pantalla de Presentación Fuente: Software Desarrollado
En la pantalla de presentación del sistema se ingresa el usuario y la contraseña que en ambos casos es Administrador luego de lo cual se despliega la pantalla principal.
Figura 4. 2 Pantalla Principal Fuente: Software Desarrollado
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En la pantalla principal se presentan todas las opciones del sistema, en este caso se escogerá la opción nuevo la misma que permite ingresar los datos de un nuevo cliente y de su vehículo.
Figura 4. 3 Ingresar un Nuevo Registro Fuente: Software Desarrollado
Se ingresa los datos del propietario y del automóvil, luego de lo cual se da clic en el botón siguiente para poder escoger el tipo de mantenimiento que se desea realizar al vehículo.
Figura 4. 4 Tipo de Diagnóstico Fuente: Software Desarrollado
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Si se escoge diagnóstico mediante código de fallas, despliega la ventana de código de fallas.
se
Figura 4. 5 Diagnóstico por Código de Fallas Fuente: Software Desarrollado
En este caso se escogieron los códigos: P0102, P0104, P0130, P0172, P0192 y al dar clic sobre estos aparece en la parte inferior la avería y la solución. Al guardar la información de la pantalla se genera un archivo plano que contiene la descripción de los códigos averías y soluciones previamente seleccionados.
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Figura 4. 6 Archivo de Texto Generado por el Sistema Fuente: Software Desarrollado
Esto le da la posibilidad al usuario de imprimir la información que se muestra en la pantalla. Luego al pulsar el botón Siguiente, se despliega la factura.
Figura 4. 7 Factura Fuente: Software Desarrollado
En esta se detalla la información del cliente en la cabecera y el detalle del costo del mantenimiento en la parte inferior, también tiene la posibilidad de generar un archivo con el contenido de la factura para que el usuario la pueda imprimir si lo desea.
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Figura 4. 8 Archivo de Texto Generado Fuente: Software Desarrollado
El sistema provee la posibilidad de abrir los registros de mantenimiento realizados a un vehículo. Cuando la persona que solicita el mantenimiento de su automóvil no es un cliente nuevo sino que ya se encuentra registrado en el sistema entonces en la ventana principal se escoge la opción Abrir.
Figura 4. 9 Abrir Registros Fuente: Software Desarrollado
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Se digita la placa del vehículo y se presiona el botón Buscar para que en la parte inferior se muestren los registros de los mantenimientos realizados con anterioridad, luego se pulsa el botón Siguiente para escoger el tipo de diagnóstico que se desea realizar al vehículo.
Figura 4. 10 Tipo de Diagnóstico Fuente: Software Desarrollado
Se escoge Diagnóstico Mediante Síntomas, luego de lo cual se desplegará un cuadro de dialogo en el que se debe escoger hace cuanto tiempo se realizó el último mantenimiento.
Figura 4. 11 Tiempo de Mantenimiento Fuente: Software Desarrollado
Las opciones son: • menos de seis meses, • seis meses, • más de seis meses.
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En este ejemplo se escogió más de seis meses, por lo que luego de esto aparecerán dos ventanas en las cuales se escogerán los valores del los elementos del sistema.
Figura 4. 12 Elementos del Sistema Fuente: Software Desarrollado
Figura 4. 13 Elementos del Sistema Fuente: Software Desarrollado
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Cada elemento del sistema puede tener valores: • normal, • menor de lo normal; o, • mayor de lo normal En este ejemplo la presión del combustible, la velocidad de alimentación, el sensor de flujo de masa de aire, sensor de flujo de volumen de aire, sensor de presión absoluta del colector, la válvula de control de aire de ralentí, sensor de posición del cigüeñal, sensor calentado de oxígeno, la válvula EGR poseen valores fuera de lo normal, por lo que luego de realizar la inferencia difusa se concluye que el automóvil necesita un mantenimiento correctivo.
Figura 4. 14 Mantenimiento Correctivo Fuente: Software Desarrollado
En esta ventana se muestran los elementos que poseen averías junto con sus respectivas soluciones, además se indican las consecuencias que pueden surgir al no arreglar el problema. Luego de visualizar toda la información se debe
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pulsar el botón guardar almacene en el sistema.
para
que
esta
información
se
A continuación se genera un archivo de texto con la información que se registró anteriormente para que el usuario pueda imprimir si lo requiere.
Figura 4. 15 Archivo de Texto Generado por el Sistema Fuente: Software Desarrollado
Luego de esto se habilitará el botón siguiente el mismo que permite desplegar la factura con el detalle del mantenimiento realizado.
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Figura 4. 16 Factura Fuente: Software Desarrollado
En esta se detalla la información del cliente en la cabecera y el detalle del costo del mantenimiento en la parte inferior, también tiene la posibilidad de generar un archivo con el contenido de la factura para que el usuario la pueda imprimir si lo desea.
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Figura 4. 17 Archivo de Texto Generado Fuente: Software Desarrollado
4.2 RESULTADOS DEL SISTEMA Después de haber realizado las pruebas del sistema se obtuvieron los resultados deseados debido a que este software satisface todos los requerimientos del técnico. Este sistema se diseñó de tal manera que sea fácil de entender y sencillo de utilizar por lo que no es necesario que el usuario del software sea una persona con gran experiencia en el manejo de sistemas expertos, adicionalmente se d i s e ñ a r o n l a s i n t e r f a s e s d e u s u a r i o d e f o r m a a m i g a b l e ya q u e posee gráficos que ayudarán al usuario a desenvolverse de mejor manera en el sistema. El usuario puede encontrar en este software las fallas más comunes que se presentan en los sistemas de inyección y escape así como las soluciones y los posibles problemas que puedan presentarse en el automóvil si no se corrigen las averías a tiempo. El sistema posee una base de datos la misma que provee un registro histórico de los mantenimientos realizados a los automóviles registrados en el sistema lo que le permite al técnico determinar de forma más rápida el lugar en el que se localiza la avería debido a que tiene acceso a los datos del
111
estado en el que se encontraba el automóvil en revisiones anteriores. El tiempo de respuesta del sistema es satisfactorio, en el orden de fracciones de segundo, debido a que provee las soluciones de forma inmediata lo que permite que el técnico pueda realizar el mantenimiento con mayor rapidez y eficiencia. Adicionalmente se analizó para el desarrollo del software que las fallas más comunes para los automóviles Chevrolet Aveo, Astra, Optra y Corsa eran las siguientes: FALLAS MÁS COMÚNES FALLAS AVEO ASTRA Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire - circuito defectuoso. √ √ Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire - problema de rango/funcionamiento. √ √ Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire - señal de entrada baja. √ √ Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire - señal de entrada alta. √ √ Sensor de presión absoluta del colector - problema de rango/funcionamiento. √ √ Sensor de presión absoluta del colector - señal de entrada baja. √ √ Sensor de presión absoluta del colector - señal de entrada alta. √ √ Sensor de presión absoluta del colector interrupción intermitente de circuito. √ √ Sensor de temperatura del aire de admisión - señal de entrada baja √ √ Sensor de temperatura del aire de admisión - señal de entrada alta. √ √ Sensor de temperatura del refrigerante del motor circuito defectuoso. √ √ Sensor de temperatura del refrigerante del motor problema de rango/funcionamiento. √ √ Sensor de temperatura del refrigerante del motor señal de entrada baja √ √ Sensor de temperatura del refrigerante del motor señal de entrada alta. √ √ Sensor de temperatura del refrigerante del motor interrupción intermitente de circuito. √ √ Sensor de posición de la mariposa A/sensor de posición del pedal acelerador A - circuito defectuoso. √ √ Sensor de posición de la mariposa A/sensor de posición del pedal acelerador A - problema de rango/funcionamiento. √ √ Sensor de posición de la mariposa A/sensor de posición del pedal acelerador A- señal de entrada baja. √ √
OPTRA
CORSA
√
√
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Sensor de posición de la mariposa A/sensor de posición del pedal acelerador A- señal de entrada alta. Sensor de posición de la mariposa A/sensor de posición del pedal acelerador A- interrupción intermitente de circuito. Temperatura de refrigerante insuficiente para control de combustible de bucle cerrado. Temperatura de refrigerante insuficiente para funcionamiento estable. Sensor de oxigeno 1, bloque 1 - circuito defectuoso. Sensor de oxigeno 1, bloque 1 - baja tensión. Sensor de oxigeno 1, bloque 1 - alta tensión. Sensor de oxigeno 1, bloque 1 - respuesta lenta. Composición del combustible incorrecta. Regulación de la inyección, bloque 1 - defectuoso. Sistema demasiado pobre, bloque 1. Sistema demasiado rico, bloque 1. Sensor de composición del combustible - circuito defectuoso. Sensor de composición del combustible - problema de rango funcionamiento. Sensor de composición del combustible - señal de entrada baja. Sensor de composición del combustible - señal de entrada alta. Sensor de presión de rampa de combustible circuito defectuoso. Sensor de presión de rampa de combustible problema de rango/funcionamiento. Sensor de presión de rampa de combustible señal de entrada baja. Sensor de presión de rampa de combustible señal de entrada alta. Inyector - circuito defectuoso.
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Inyector 1 - circuito defectuoso. Inyector 2 - circuito defectuoso. Inyector 3 - circuito defectuoso Inyector 4 - circuito defectuoso Inyector 5 - circuito defectuoso Inyector 6 - circuito defectuoso. Inyector 7 - circuito defectuoso. Inyector 8 - circuito defectuoso Sobrecalentamiento del motor. Sensor de posición de la mariposa B/sensor de
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posición del pedal acelerador B - circuito defectuoso. Sensor de posición de la mariposa B/sensor de posición del pedal acelerador B - problema de rango/funcionamiento. Sensor de posición de la mariposa B/sensor de posición del pedal del acelerador B - señal de entrada baja. Sensor de posición de la mariposa B/sensor de posición del pedal acelerador B - señal de entrada alta. Relé de la bomba de combustible - circuito defectuoso. Relé de la bomba de combustible - señal baja.
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√ √ √ Sensor de presión absoluta del colector A, sistema turbocompresor - problema de rango/funcionamiento. √ √ √ Sensor de presión absoluta del colector A, sistema turbocompresor - señal de entrada baja. √ √ √ Sensor de presión absoluta del colector A, sistema turbocompresor - señal de entrada alta. √ √ √ Sensor de nivel del depósito de combustible señal de entrada baja. √ √ √ Sensor de nivel del depósito de combustible señal de entrada alta. √ √ √ Sensor de nivel del depósito de combustible interrupción intermitente de circuito. √ √ √ Sensor de presión de los gases de escape circuito defectuoso. √ √ √ Sensor de presión de los gases de escape problema de rango/funcionamiento. √ √ √ Sensor de presión de los gases de escape - señal de entrada baja. √ √ √ Sensor de presión de los gases de escape - señal de entrada alta. √ √ √ Sistema de recirculación de gases de escape, control de posición de la mariposa - circuito defectuoso. √ √ √ Sistema de recirculación de gases de escape señal baja. √ √ √ Sistema de recirculación de gases de escape señal alta. √ √ √ Tabla 4. 1 Cuadro de las Fallas más Frecuentes Fuente: Auto Solutions Chevrolet, Tomo 4
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Relé de la bomba de combustible - señal alta.
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4.3 COSTOS DEL SISTEMA Se ha analizado sistemas expertos como AutoData que proveen una amplia base de datos que le permite al técnico realizar diagnósticos de manera eficiente pero el costo es excesivamente elevado debido a que cuesta 1285 euros lo que impide que los técnicos de talleres pequeños y medianos tengan acceso a este. 114
Nuestro software ofrece todas las herramientas para que el técnico pueda realizar un diagnóstico de manera eficiente y a un costo accesible. A continuación se detalla el costo total del software:
CANTIDAD 130 50
ITEM Programación/Desarroll o de Software Soporte y Capacitación Gastos Adicionales TOTAL
COSTO UNITARIO
COSTO TOTAL usd
3 usd/ hora
390
2 usd/hora 30 usd
100 30 520
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
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CONCLUSIONES sistemas de inyección electrónica multipunto Los secuencial son los mejores, debido a que existe un menor desperdicio de gasolina, menor consumo y menor contaminación ambiental respecto a las otras a l t e r n a t i v a s d e i n ye c c i ó n e l e c t r ó n i c a . A c t u a l m e n t e e s t e t i p o d e s i s t e m a s d e i n ye c c i ó n s o n l o s más utilizados en nuestro medio debido a las características antes mencionadas. De acuerdo a las estadísticas proporcionadas por la CORPAIRE que muestran que la mayor parte de los problemas en los automóviles se presentan en los s i s t e m a s d e i n y e c c i ó n e l e c t r ó n i c a y e s c a p e , ya q u e e l mal funcionamiento en los mismos ocasiona una mayor contaminación del medio ambiente porque al no realizarse de manera correcta la combustión se generan emisiones de monóxido de carbono y demás gases nocivos, motivo por el cual se escogió estos sistemas para el desarrollo de la tesis. Los sistemas expertos se basan en el procesamiento del conocimiento de varios expertos que poseen amplia experiencia en su propia área de conocimiento, permitiendo de esta forma que los usuarios con poca experiencia pueden accedan a éste de forma más sencilla rápida y exacta, económica; pero siempre superditada a la revisión y aprobación de un experto humano. El sistema experto se basa en encadenamiento de reglas lógicas debido a su fácil utilización para obtener las conclusiones del análisis de forma eficiente cuando se cumple un determinado grupo de reglas. El sistema utiliza como motor de inferencia Modus Ponens, ya que si la premisa es verdadera entonces la conclusión es verdadera, que corresponde al presente caso XFuzzy es un shell para el desarrollo de sistemas difusos que utiliza un conjunto de reglas lógicas para
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caracterizar de forma sencilla el funcionamiento del sistema. XFuzzy permite relacionar la información ingresada al sistema con las diferentes entradas difusas para obtener las conclusiones con respecto a los requerimientos del usuario. XFuzzy tiene la opción de generar código fuente en java o c++ lo que permite desarrollar los sistemas en cualquiera de estos lenguajes adicionando el código proporcionado por XFuzzy para realizar las inferencias difusas. El tiempo de respuesta en cual presenta las soluciones el sistema es muy conveniente pues la información se despliega de forma casi inmediata. La interfaz del sistema se desarrolló colocando botones, pestañas, menús, etc. para facilitar el manejo del mismo y en consecuencia los usuarios sin mucha experiencia en software, lo puedan manipular de forma sencilla. El módulo de administración y mantenimiento del sistema se lo desarrolló de forma sencilla y práctica para que facilite las tareas de actualización e ingreso de nueva información y permita eliminar datos obsoletos del sistema. El sistema experto desarrollado en el presente proyecto alcanza los objetivos propuestos de diagnosticar y presentar las soluciones a los diferentes problemas que puedan surgir en los sistemas de inyección y escape de los automóviles con motores de cuatro tiempos.
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RECOMENDACIONES Cuando se presente a algún inconveniente en los e l e m e n t o s q u e c o m p o n e n l o s s i s t e m a s d e i n ye c c i ó n y e s c a p e e s r e c o m e n d a b l e p r i m e r o r e v i s a r e l c a b l e a d o ya que en algunos casos la falla se soluciona cambiando o ajustando los cables del dispositivo que presenta el problema. Es recomendable instalar el jdk versión 6 para que el sistema experto se ejecute sin ningún inconveniente Es necesario que se realice la conexión ODBC con la base de datos diseñado en SQL para que la información del sistema se almacene de forma correcta. E s t e p r o ye c t o p o d r í a c o n t i n u a r s e e n l o s s i s t e m a s d e i n ye c c i ó n a gasolina y escapeen futuras tesis a m p l i a n d o s e e l c o n o c i m i e n t o i n c l u ye n d o i n f o r m a c i ó n q u e actualmente no existe. Pero para incluir nuevos sistemas pertenecientes al automóvil. El desarrollo e implementación de un dispositivo que pueda comunicarse directamente con la unidad de control electrónico del automóvil para evitar el ingreso de información incorrecta al sistema se recomienda como otro tema de tesis que puede ser desarrollado. Otro tema de tesis se plantea el diseño e implementación de sistemas expertos que utilicen redes neuronales o algoritmos genéticos como operadores de conocimiento, lo que les permitirá adaptarse a las distintas situaciones que puedan presentarse. Otra mejora al presente sistema se plantea la introducción de un control de inconsistencias automático para que al ingresar la información nueva frente a la información original no existan contradicciones.
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BIBLIOGRAFÍA AUBERT JP y SCHOMBERG R, Inteligencia Artificial, Paraninfo Magallanes, Madrid, 1986 SELL Meter, Sistemas Limusa S.A. ,1993 NEBENDAHL Dieter, Boixareu,1988
Expertos
Sistemas
para
Principiantes,
Expertos,
Marcombo
VOSS, Introducción a la Inteligencia Artificialcon muchos programas para C64, Ferre Moret S.A.,1984 R U E D A J e s ú s , M a n u a l T é c n i c o d e F u l l I n ye c c i ó n , Rodrigo Paredes,3ra Ed, Tomo I, Guayaquil, 2006 R U E D A J e s ú s , M a n u a l T é c n i c o d e F u l l I n ye c c i ó n , Rodrigo Paredes,3ra Ed, Tomo II, Guayaquil, 2006 R U E D A J e s ú s , M a n u a l T é c n i c o d e F u l l I n ye c c i ó n , R o d r i g o P a r e d e s , 3 r a E d , T o m o I I I , G u a ya q u i l , 2 0 0 6 Grupo Editorial CEAC, Ceace, Barcelona, 2003
Manual
CEAC
del
Automóvil,
Metodología de programación I Sistemas expertos, visitado el 17/08/07 disponible en: http://www.uv.mx/aguerra/teaching/pl-06/clase09.pdf Modelo de redes probabilísticas en sistema expertos, visitado el 17/08/07, disponible en: http://personales.unican.es/gutierjm/docs/tut_redesProb. pdf Sistemas expertos de asistencia en el diseño de estructuras, visitado el 17/08/07, disponible en : http://www.inf.unitru.edu.pe/~jmsr/archivos/Prolog/PLParte1-2007.pdf Historia de los sistemas expertos, visitado el 25/08/07, disponible en: http://www.monografias.com/trabajos10/exper/exper.shtm l
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Sistemas expertos y modelos de redes probabilísticas, visitado el 25/08/07, disponible en: http://personales.unican.es/gutierjm/papers/BookCGH.pdf Sistema Experto visitado el 25/08/07, disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_experto
Sistema experto basado en reglas, visitado el 25/08/07, disponible en: http://personales.unican.es/gutierjm/cursos/expertos/Reg las.pdf ABC de la mecánica, visitado el 27/08/07, disponible en: http://www.automecanico.com/auto2002/abc.html Motor: consejos útiles visitado el 27/08/07, disponible en: http://www.deguate.com/autos/article_4819.shtml Mecánica virtual, visitado el http://www.mecanicavirtual.org
04/09/07,
disponible
en
Expertos, métodos para representar el Sistemas conocimiento, visitado el 25/11/07 disponible en: http://www.redcientifica.com/doc/doc199908210001.html Lógica difusa, introducción y conceptos básicos, visitado el 29/12/2007 disponible en: http://members.tripod.com/jesus_alfonso_lopez/FuzzyIntr o.html Lógica Difusa definiciones básicas, visitado el 29/12/07 disponible en: http://www.salle.url.edu/~se04184/P2Definitions.html Conjuntos Difusos, visitado el 29/12/07 disponible en: www.tdr.cesca.es/TESIS_UPC/AVAILABLE/TDX-0207105105056//DIFUSOSO1.pdf Tipos de Sistemas de Lógica Difusa visitado el 29/12/2007 disponible en: http://members.tripod.com/jesus_alfonso_lopez/FuzzyIntr o2.html
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Xfuzzy3.0_sp visitado el 07/10/07 disponible en http://www.imse.cnm.es/Xfuzzy/Xfuzzy_3.0/index_sp.html
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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE INGENIERÍAS SEDE QUITO – CAMPUS SUR
CARRERA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS MENCIÓN ROBÓTICA E INTELIGENCIA ARTIFICIAL
“DISEÑO Y DESARROLLO DE UN SISTEMA EXPERTO PARA EL
MANTENIMIENTO PREVENTIVO Y CORRECTIVO DE LAS FALLAS MÁS COMUNES EN EL SISTEMA DE INYECCIÓN ELECTRÓNICA Y SISTEMA DE ESCAPE DE LOS MOTORES A GASOLINA DE CUATRO TIEMPOS DE AUTOMÓVILES GENERAL MOTOR, NO DE SERVICIO PÚBLICO, QUE CIRCULAN EN EL DISTRITO METROPOLITANO DE QUITO, APLICANDO COMO OPERADOR DE CONOCIMIENTO PARA LAS CONCLUSIONES DEL ANÁLISIS LOGICA FUZZY” TESIS PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO DE SISTEMAS
ALEXANDRA ELIZABETH CAZAR IBARRA SANDRA XIMENA HEREDIA LEMA
DIRECTOR ING. JOSÉ LUIS AGUAYO Quito, febrero del 2007
RESUMEN El presente proyecto ha sido desarrollado con la finalidad de satisfacer una de las necesidades de las pequeñas y medianas mecánicas automotrices del Distrito Metropolitano d e Q u i t o , y a q u e a l n o c o n t a r c o n u n s i s t e m a q u e l e s a yu d e con el mantenimiento preventivo y/o correctivo siguen realizando aún el diagnóstico de fallas con procedimientos empíricos lo que implica tareas tediosas, repetitivas o peligrosas. Para el diseño de este software y de acuerdo con las estadísticas de la CORPAIRE se ha tomado en cuenta únicamente los sistemas de inyección electrónica y escape puesto que es en donde se presentan más frecuentemente las fallas en los automóviles. D e b i d o a q u e l o s s i s t e m a s d e i n ye c c i ó n e l e c t r ó n i c a y e s c a p e son muy complejos, se utiliza Lógica Fuzzy preferentemente a l a l ó g i c a t r a d i c i o n a l ya q u e e n l a m a y o r í a d e l o s c a s o s l a s fallas no solo corresponden a una sola causa sino a múltiples problemas, por lo que es más conveniente utilizar está lógica. En esta fase de diseño se utiliza el software Xfuzzy donde se plantea las diferentes reglas lógicas, entradas y salidas del sistema para luego relacionarlas y obtener las conclusiones de las inferencias lógicas. Además Xfuzzy posee una herramienta para generar descripciones en lenguajes de alto nivel como es xfj, que describe el sistema difuso mediante una clase Java lo que facilitó el desarrollo del sistema. La interfase que se comunica con el usuario del sistema esta desarrollado en Netbeans y permite al mismo realizar un análisis de las fallas más comunes de los sistemas de in yección electrónica y escape, además se genera un registro de cada automóvil en una base de datos lo que facilita dar un seguimiento del mismo en su mantenimiento preventivo y correctivo. El usuario puede realizar el diagnóstico de fallas a través de dos opciones: Código de Fallas ó Diagnóstico mediante Síntomas. Mediante código de fallas el usuario selecciona los códigos que correspondan a las averías y el sistema le presenta donde se encuentran tales problemas y cuales son las posibles
soluciones además el usuario tiene la opción de imprimir esta información si lo requiere. En el diagnóstico mediante síntomas, el usuario primero debe seleccionar el tiempo en que se ha realizado la última revisión al automóvil para de esta manera saber si el mantenimiento es preventivo, correctivo o ninguno. Una vez seleccionado el tiempo se debe señalar los síntomas que presenta el a u t o m ó v i l c o n l o s v a l o r e s , n o r m a l , m e n o r d e l o n o r m a l y m a yo r de lo normal, además el usuario puede imprimir esta información si lo requiere. El sistema también cuenta con un módulo de administración que le permite al usuario ingresar nuevos códigos de fallas, eliminar códigos que sean obsoletos y actualizar los datos de los clientes así como la de los vehículos. Este software es fácil y sencillo de utilizar y puede ser manipulado por personas que no tengan mucha experiencia en Sistemas Expertos.
MANUAL DE USUARIO
A.- Pantalla de Presentación del Sistema
La primera pantalla que aparece es la de presentación del sistema experto la cual posee usuario y contraseña para poder acceder a la pantalla principal del sistema, si la información ingresada en usuario y contraseña no es la correcta aparecerá un mensaje de error y tendrá que volver a ingresar la información y mientras esta no sea correcta no podrá acceder al sistema.
B.- Pantalla de Error Al Intentar Ingresar
En la parte inferior de la pantalla de presentación existe la opción de cambiar el usuario y la contraseña para acceder al sistema lo que le permite al usuario personalizar el acceso al sistema.
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C.- Cambio de Usuario y Contraseña del Sistema
En la parte superior del cuadro de dialogo se pide que se ingrese el usuario y la contraseña que se quiere cambiar mientras que en la parte inferior se debe ingresar el nuevo usuario y contraseña los mismos que por seguridad debe tener 13 o 14 caracteres después de llenar toda la información y si ésta es correcta se presiona el botón aceptar y el usuario y contraseña serán cambiadas.
D.- Pantalla Princial del Sistema
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En la pantalla principal se presentan todas las opciones del sistema en la parte superior se encuentra la barra de menús la c u a l p o s e e A r c h i v o , M o d i f i c a r y A yu d a m i e n t r a s q u e e n l a parte inferior se encuentran cinco opciones para acceder a las diferentes opciones de sistema de forma directa.
NUEVO Esta opción permite ingresar al sistema los datos de nuevos clientes y de sus automóviles. Existen dos formas de ingresar a esta opción, se lo puede hacer haciendo clic el menú Archivo y escogiendo la opción nuevo.
E.- Me nú Ar c hi vo
Otra forma de ingresar a esta opción es hacer clic a la primera opción de la parte inferior de la pantalla principal.
F.- Opciones de Ingreso para un Nuevo registro
En este cuadro de dialogo se pide que se ingrese la información del propietario del automóvil en la parte superior , se debe ingresar el nombre, la dirección y el teléfono en esta opción se puede ingresar un número convencional o celular en caso de ser un número convencional debe comenzar con 2 o 3 y debe tener 7 dígitos por ejemplo 2568741 o 3568741, si fuera número celular debe comenzar con 09 o 08 y debe tener 9 dígitos por ejemplo 092254784 o 082254784, caso contrario se desplegará un mensaje de error.
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G.- Nuevo Registro
En la parte inferior de la pantalla se debe ingresar la información del automóvil, la placa, el modelo, y el año del vehículo, en el campo de la placa se tiene que ingresar tres letras y tres o cuatro números seguidos por ejemplo si la placa del auto es PXT-441 se ingresará PXT441 o si la placa es PXT-4415 se ingresará PXT4415. en el campo del año del auto de ingresaron cuatro dígitos los mismo que comenzarán con 19 o 20 por ejemplo 1999 o 2008. Si la información no se ingresa de esta manera de desplegará un mensaje de error. Cuando todos los campos requeridos son ingresados se presiona el botón ingresar y los datos se registran automáticamente en el sistema, luego de lo cual al pulsar siguiente para escoger el tipo de mantenimiento a realizar.
ABRIR En esta opción se abre los registros de mantenimientos realizados a un determinado automóvil de un cliente previamente registrado. Existen dos formas de acceder a esta opción, la primera es a través del menú Archivo escogiendo la opción abrir.
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H.- Me nú Ar c hi vo
Otra forma de ingresar a esta parte del sistema es hacer clic en la segunda opción de la parte inferior de la pantalla principal.
I.- Opc iones para ingre sa r a la Opc ión Ab rir
Para abrir los registros de un vehículo se debe digitar la placa del automóvil sin espacios ni guiones por ejemplo G YP 122 y luego presionar el botón buscar y toda la información de los mantenimientos realizados al auto se mostrarán.
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J.- Abrir Registros
Si se quiere ver el detalle del mantenimiento realizado al auto en cualquier fecha de las que se muestra en la pantalla se debe dar clic sobre el campo descripción y se mostrará un cuadro de dialogo con el listado de problemas que poseía el automóvil en la fecha seleccionada.
K.- De ta lle de l Ma nte nimie nto Re aliza do al Au to móvil
Después de que todos los registros de mantenimiento del automóvil se muestran en la pantalla se habilitará el botón siguiente para poder escoger el tipo de mantenimiento se desea realizar.
TIPO DE MANTENIMIENTO El sistema da la posibilidad al usuario de escoger el tipo de mantenimiento se desea realizar al vehículo.
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L.- Tipo de Diagnóstico
La primera opción es el diagnóstico de fallas mediante síntomas en esta se revisan los diferentes elementos des sistema de inyección y escape para determinar donde se encuentran las fallas. Al dar clic en esta opción se desplegará un cuadro de dialogo en el que se debe escoger si el último mantenimiento fue realizado hace seis mes menos de seis meses o más de seis meses.
M.- Tiempo del Último Mantenimiento Realizado
La segunda opción es realizar de fallas en esta se provee un para que el usuario escoja los determinar donde se encuentra
el diagnóstico mediante código listado de los códigos de fallas que el escáner le indique y así la avería.
DIAGNÓSTICO MEDIANTE SÍNTOMAS En este tipo de diagnóstico se realizan mediciones de valores de los diferentes elementos que componen sistemas de inyección y escape, y al compararlos con valores que deberían tener se determina si estos normales, mayores de lo normal o menores de lo normal.
los los los son
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N.- Elementos del Sistema
Si los valores no son normales el texto cambia de color para que el usuario distinga cuantos elementos poseen problemas en el sistema, si el texto cambia a color rojo es que los elementos poseen valores menores de lo normal mientras que si el texto cambia a azul quiere decir que los elementos poseen valores mayor de lo que deberían tener. Junto a cada elemento existe un botón Procedimiento al dar clic en este se abrirá un archivo en formato pdf que posee el procedimiento paso a paso que se debe seguir para realizar las mediciones de los elementos así como también la tabla de valores que debería tener normalmente el dispositivo.
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O.- Como Realizar las Mediciones
Después de realizar las mediciones de todos los elementos y tomando en cuenta el tiempo del ultimo mantenimiento realizado al automóvil el sistema determinara que clase de mantenimiento requiere el vehículo puede ser correctivo, preventivo o ningún tipo de mantenimiento.
DIAGNÓSTICO MEDIANTE CÓDIGO DE FALLAS En este tipo de diagnóstico se utiliza el código provisto por el escáner para determinar el sitio en el cual se tiene la avería así como también su respectiva solución.
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P.- Diagnóstico Mediante Código de Fallas
En la parte superior de la ventana se encuentra un listado de todos los códigos existentes referentes al sistema de in yección y escape , el usuario deberá escoger los códigos de los cuales requiera información y presionar agregar al hacer esto el código seleccionado se añadirá a la lista que se encuentra en la parte superior izquierda de la ventana. Al dar clic sobre los códigos que se encuentran en la lista se desplegará en la parte inferior de la pantalla la información acerca de la avería y solución de la misma. Si el usuario agregó un código por error se lo puede eliminar marcando el código erróneo y presionando el botón eliminar.
Q.- Guardar
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Luego de obtener la información de los códigos requeridos se debe presionar el botón guardar y aparecerá un cuadro de dialogo en el cual se debe ingresar el kilometraje del automóvil y dar clic en aceptar para registrar los códigos en el sistema, luego de hacer esto el sistema generará un archivo de texto con los códigos seleccionados y su respectiva avería y solución para que el usuario pueda imprimir la información si lo desea. Todos los archivos generados se guardan en el directorio C:\InyeccionElectronica\Docs y el nombre del archivo esta compuesto por la placa seguido de la palabra CodigoFallas(mes_año) por ejemplo PPP123_CodigoFallas(Febrero_2008)
R .- Ar c hivo Ge ne ra do
Después de realizar todo esto se habilitará el botón siguiente y al dar clic sobre este se desplegará la factura.
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MANTENIMIENTO CORRECTIVO
S.- Mantenimiento Correctivo
Esta pantalla aparecerá después de haber realizado la medición de los elementos que componen los sistemas de in yección y escape del automóvil y de acuerdo a los resultados se ha llegado a la conclusión de que el auto posee serias averías que deben ser solucionadas. En la parte superior izquierda de la pantalla se encuentra un listado de los elementos que poseen averías al seleccionar cada uno de estos aparecerá en la parte superior derecha un grafico del dispositivo seleccionado mientras que en la parte inferior se presenta la solución a la falla seleccionada así como también los problemas que ocasionaría el no reparar el problema. Luego de visualizar la información de las averías del automóvil se debe guardar la información, para lo cual se
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desplegará un cuadro de dialogo en el ingresar el kilometraje y presionar Aceptar.
que
se
necesita
T.- Guardar
Después de guardar la información de las averías del vehículo el sistema genera un archivo de texto con la información de los dispositivos que poseen daños con su respectiva solución para que el usuario pueda imprimir si lo desea. Todos los archivos generados se guardan en el directorio C:\InyeccionElectronica\Docs y el nombre del archivo esta compuesto por la placa seguido de la palabra Correctivo(mes_año) por ejemplo PPP123_Correctivo(Febrero_2008)
U .- Ar c hivo Ge ne ra do
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A continuación se activará el botón siguiente y al presionarlo se desplegará la factura con el detalle de todo lo realizado al automóvil.
MANTENIMIENIMIENTO PREVENTIVO Esta pantalla aparecerá después de haber realizado la medición de los elementos que componen los sistemas de in yección y escape del automóvil y de acuerdo a los resultados se ha llegado a la conclusión de que el auto requiere un mantenimiento preventivo para evitar fallas graves.
V.- Mantenimiento Correctivo
En la parte superior izquierda se encuentra un listado de lo que se debe realizar al automóvil cada seis meses para evitar problemas y alargar la vida útil de los elementos del sistema, adicionalmente en la parte inferior se encuentra un listado de dispositivos que poseen algún tipo de avería con su respectiva
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solución y en la parte superior derecha se muestra un grafico del dispositivo seleccionado. Luego de visualizar la información de las averías del automóvil se debe guardar la información, para lo cual se desplegará un cuadro de dialogo en el que se necesita ingresar el kilometraje y presionar Aceptar.
W.- Guardar
Después de guardar la información del vehículo el sistema genera un archivo de texto con la información de los dispositivos que poseen daños con su respectiva solución para que el usuario pueda imprimir si lo desea. Todos los archivos generados se guardan en el directorio C:\InyeccionElectronica\Docs y el nombre del archivo esta compuesto por la placa seguido de la palabra Preventivo(mes_año) por ejemplo PPP123_Preventivo(Febrero_2008)
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X .- Ar c hivo Ge ne ra do
A continuación se activará el botón siguiente y al presionarlo se desplegará la factura con el detalle de todo lo realizado al automóvil.
NINGUN TIPO DE MANTENIMIENTO Esta ventana aparecerá después de haber realizado la medición de los elementos que componen los sistemas de in yección y escape del automóvil y de acuerdo a los resultados se ha llegado a la conclusión de que el auto se encuentra en perfectas condiciones y no necesita ningún tipo de mantenimiento.
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Y.- Ningun Mantenimento
Se ingresa el kilometraje del automóvil y se guarda la información en el sistema a continuación se activará el botón siguiente y al presionarlo se desplegará la factura con el costo de la revisión del automóvil.
FACTURA Después de realizar el cualquier tipo de mantenimiento aparece la ventana de la factura con el detalle del costo del mantenimiento realizado.
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Z.- Factura
En la parte cabecera de la factura se detalla los datos del propietario del vehículo así como también el tipo de mantenimiento realizado mientras que en el cuerpo de factura se detalla los dispositivos que debieron repararse con su respectivo precio. En la parte inferior derecha se muestra el subtotal, I.V.A. y total a pagar. Si el usuario desea imprimir la factura presiona el botón imprimir y el sistema generara un archivo de texto para que el usuario pueda imprimir los datos que se presentan en la pantalla. Todos los archivos generados se guardan en el directorio C:\InyeccionElectronica\Facturas y el nombre del archivo esta compuesto por la placa seguido de la palabra tipo de mantenimiento (mes_año) por ejemplo PPP123_Correctivo(Febrero_2008)
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AA.- Archivo Generado
MODIFICAR USUARIO Se puede modificar o actualizar la información relacionada con el propietario de un vehículo mediante la opción modificar usuario a la cual se puede acceder mediante en menú Modificar.
BB.- Menú Modificar
Al acceder a esta opción se mostrará una pantalla en la cual se debe ingresar la placa del automóvil y presionar el botón buscar para que la información relacionada al propietario del vehículo se muestre.
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CC.- Modificar Ususrio
Posteriormente se reemplazará con la información nueva los campos requeridos y al presionar el botón actualizar la información sobre el propietario del automóvil cambiará y se guardará en sistema.
ELIMINAR REGISTROS Se puede eliminar toda la información relacionada con un determinado automóvil mediante la opción eliminar registros a la cual se puede acceder mediante en menú Modificar.
DD.- Menú Modificar
Al acceder a esta opción se mostrará una pantalla en la cual se debe ingresar la placa del automóvil y presionar el botón buscar para que la información relacionada al propietario del vehículo se muestre.
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EE.- Eliminar Registros
A continuación se presiona el botón eliminar al hacer esto se desplegará un cuadro de dialogo que le pide que confirme que desea eliminar el registro.
FF.- Confirmar Eliminación
Al escoger aceptar el registro seleccionado con toda la información acerca de los mantenimientos realizados serán eliminados permanentemente del sistema.
CLIENTES Se puede visualizar la información de todos los clientes registrados en el sistema mediante la opción clientes, a la cual se puede acceder mediante en menú Modificar.
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GG.- Menú Modificar
Existen dos formas de visualizar el listado de clientes la primera es listar todos los clientes que se encuentran registrados en el sistema, se selecciona esta opción y se presiona al botón buscar.
HH.- Listar Cleintes
L a s e g u n d a e s l i s t a r t o d o s l o s c l i e n t e s c u yo s v e h í c u l o s posean placas que empiecen con determinada letra por ejemplo si se quiere todas los propietarios de los vehículos de placas empiecen con la letra P se debe seleccionar la segunda opción y escribir la letra P en el cuadro de texto luego de lo cual se presiona el botón buscar.
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II.- Mostrar la Lista de Clientes
Para abrir el registro de todos los mantenimientos realizados a un determinado automóvil de la lista mostrada en pantalla se debe dar clic sobre la placa del vehículo y pulsar el botón siguiente que se encuentra en la parte inferior y aparecerá la ventana Abrir con la placa del vehículo seleccionado.
MÓDULO DE ADMINISTRACIÓN El módulo de administración tiene como objetivo principal actualizar la información relacionada con los códigos de fallas del sistema pues permite eliminar códigos obsoletos, ingresar nuevos códigos y actualizar la información de los códigos existentes. Y se puede acceder a esta opción mediante el menú Modificar. Si se quiere ingresar un nuevo código se debe digitar el código, la avería y la solución correspondientes, luego de lo cual se presiona el botón ingresar y la información quedará automáticamente registrada en el sistema
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J J.- Módulo de Ad minis tra c ión
Si se quiere modificar un código existente se debe digitar el mismo en e campo código y presionar el botón buscar para que la información relacionada con este se muestre en la pantalla y el botón actualizar se habilite. Se debe realizar los cambios requeridos y presionar el botón actualizar con lo que la información modificada se guardará en el sistema. Si se desea eliminar un código que se haya vuelto obsoleto se debe digitar el mismo y presionar el botón buscar para que se muestre la información referente al código digitado y para que se habilite el botón eliminar, una ves habilitado se lo presiona y el código será eliminado permanentemente del sistema.
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CÓDIGO DE FALLAS IDENTIFICACIÓN DE LOS CÓDIGOS DE AVERÍA DEL SISTEMA DE INYECCIÓN Cod_fallas P0100
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Avería Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire - circuito defectuoso. Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire problema de rango/funcionamiento. Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire - señal de entrada baja. Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire - señal de entrada alta. Sensor de flujo de masa de aire/sensor de flujo de volumen de aire interrupción intermitente de circuito. Sensor de presión absoluta del colector problema de rango/funcionamiento. Sensor de presión absoluta del colector señal de entrada baja. Sensor de presión absoluta del colector señal de entrada alta. Sensor de presión absoluta del colector interrupción intermitente de circuito. Sensor de temperatura del aire de admisión - circuito defectuoso. Sensor de temperatura del aire de admisión problema de rango/funcionamiento.
Solución Revisar el sensor de flujo de masa de aire/flujo de volumen de aire, módulo de control de motor. Revisar el sensor de flujo de masa de aire/flujo de volumen de aire, también revise el sistema de admisión ya que posiblemente hay una fuga u obstrucción. Revisar el sensor de flujo de masa de aire/ flujo de volumen de aire; revisar el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revisar el sensor de flujo de masa de aire/flujo de volumen de aire; revisar el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revisar el sensor de flujo de masa de aire/flujo de volumen de aire; también revise el cableado ya que puede haber una mala conexión. Revisar el sistema de admisión/escape ya que puede existir alguna fuga; también revise el sensor de presión absoluta del colector. Revisar el sensor de presión también revise el cableado ya un cortocircuito a masa. Revisar el sensor de presión también revise el cableado ya un cortocircuito a positivo. Revisar el sensor de presión también revise el cableado ya mala conexión.
absoluta del colector; que posiblemente hay absoluta del colector; que posiblemente hay absoluta del colector; que puede haber una
Revisar el sensor de temperatura del aire de admisión, módulo de control del motor. Revisar el sensor de temperatura del aire de admisión.
Sensor de temperatura del Revisar el sensor de temperatura del aire de aire de admisión - señal admisión, el módulo de control del motor y el cableado de entrada baja ya que posiblemente puede haber un cortocircuito a masa. Sensor de temperatura del Revisar el sensor de temperatura del aire de aire de admisión - señal admisión, el módulo de control del motor, también el de entrada alta. cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo además el cable a masa puede estar
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defectuoso. P0114
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Sensor de temperatura del aire de admisión interrupción intermitente del circuito.
Revisar el sensor de temperatura del aire de admisión, el módulo de control del motor así como también el cableado ya que puede haber una mala conexión
Sensor de temperatura del refrigerante del motor circuito defectuoso. Sensor de temperatura del refrigerante del motor problema de rango/funcionamiento. Sensor de temperatura del refrigerante del motor señal de entrada baja
Revisar el sensor de temperatura del refrigerante del motor y el módulo de control de motor.
Sensor de temperatura del refrigerante del motor señal de entrada alta. Sensor de temperatura del refrigerante del motor interrupción intermitente de circuito. Sensor de posición de la mariposa A/sensor de posición del pedal acelerador A - circuito defectuoso. Sensor de posición de la mariposa A/sensor de posición del pedal acelerador A - problema de rango/funcionamiento. Sensor de posición de la mariposa A/sensor de posición del pedal acelerador A- señal de entrada baja. Sensor de posición de la mariposa A/sensor de posición del pedal acelerador A- señal de entrada alta. Sensor de posición de la mariposa A/sensor de posición del pedal acelerador A- interrupción intermitente de circuito. Temperatura de refrigerante insuficiente para control de combustible de bucle cerrado. Temperatura de refrigerante insuficiente
Revisar el sensor de temperatura del refrigerante del motor, el termostato del refrigerante así como también el cableado ya que puede haber una mala conexión. Revisar el sensor de temperatura del refrigerante del motor, el termostato del refrigerante así como también el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revisar el sensor de temperatura del refrigerante del motor, el termostato del refrigerante así como también el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo además el cable a masa puede estar defectuoso. Revisar el sensor de temperatura del refrigerante del motor, el módulo de control del motor así como también el cableado ya que puede haber una mala conexión. Revisar el sensor de posición de la mariposa/del pedal acelerador y el módulo de control del motor.
Revisar el sensor de posición de la mariposa y ajuste el cable del acelerador.
Revisar el sensor de posición de la mariposa/del pedal acelerador, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revisar el sensor de posición de la mariposa/del pedal acelerador, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revisar el sensor de posición de la mariposa/del pedal acelerador, el módulo de control del motor y el cableado ya que puede haber una mala conexión. Revisar el sistema de refrigeración, el termostato del refrigerante y el sensor de temperatura del refrigerante del motor. Revisar el sistema de refrigeración particularmente el termostato del refrigerante.
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para funcionamiento estable. Temperatura del aire de Revisar el sensor de temperatura del aire de admisión demasiado alta. admisión, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Sensor de oxigeno 1, Revisar el sensor de oxigeno, el módulo de control del bloque 1 circuito motor y el cableado. defectuoso. Sensor de oxigeno 1, Revisar el sensor de oxigeno, el módulo de control del bloque 1 - baja tensión. motor, el sistema de escape ya que puede haber alguna fuga, además revise el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Sensor de oxigeno 1, Revisar el sensor de oxigeno, el módulo de control del bloque 1 - alta tensión. motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Sensor de oxigeno 1, Revisar el sensor de oxigeno y el cableado. bloque 1 - respuesta lenta. Sensor de oxigeno 1, Revisar el sensor de oxigeno y el cableado. bloque 1 - actividad no detectada Sensor de oxigeno 2, Revisar el sensor de oxigeno, el módulo de control del bloque 1 circuito motor y el cableado. defectuoso. Sensor de oxigeno 2, Revisar el sensor de oxigeno, el módulo de control del bloque 1 - baja tensión. motor y el sistema de escape ya que puede haber alguna fuga. Sensor de oxigeno 2, Revisar el sensor de oxigeno, el módulo de control del bloque 1 - alta tensión. motor y el cableado ya que posiblemente puede haber un cortocircuito a positivo. Sensor de oxigeno 2, Revisar el sensor de oxigeno y el cableado. bloque1 - respuesta lenta. Sensor de oxigeno 2, Revisar el sensor de oxigeno, el módulo de control del bloque 1 - actividad no motor y el cableado. detectada. Error de reglaje de combustible. Revisar la bomba de combustible/bomba de inyección. Temperatura de Revisar el sensor de temperatura de combustible así combustible demasiado como también el cableado. alta. Composición del Revisar el sensor de composición del combustible así combustible incorrecta. como también el cableado. Regulación de la Revisar el sistema de admisión ya que posiblemente inyección, bloque 1 - hay una fuga, también revise el sistema de inyección defectuoso. de aire secundario, verifique la presión/bomba de combustible, y por último revise la válvula de control de emisiones. Sistema demasiado pobre, Revisar el sistema de admisión/escape, el sistema de bloque 1. inyección de aire secundario, el sensor de flujo de masa de aire/de volumen de aire, verificar la presión/bomba de combustible. Sistema demasiado rico, Revisar el sistema de admisión ya que puede estar bloque 1. obstruido, también revise la válvula de control de emisiones, la presión de combustible, el sistema de recirculación de gases de escape. Regulación de la Revisar el sistema de admisión ya que posiblemente inyección, bloque 2 - hay una fuga, también revise el sistema de inyección defectuosa. de aire secundario, verifique la presión/bomba de combustible, y por último revise la válvula de control de emisiones.
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Revisar el sistema de admisión/escape, el sistema de Sistema demasiado pobre, inyección de aire secundario, el sensor de flujo de bloque 2. masa de aire/de volumen de aire, verificar la presión/bomba de combustible. Sistema demasiado rico, Revisar el sistema de admisión ya que puede estar bloque2 obstruido, también revise la válvula de control de emisiones, la presión de combustible, el sistema de recirculación de gases de escape. Sensor de composición Revisar el sensor de composición del combustible, el del combustible - circuito módulo de control del motor y el cableado. defectuoso. Sensor de composición Revisar el sensor de composición del combustible. del combustible problema de rango funcionamiento. Sensor de composición Revisar el sensor de composición del combustible, el del combustible - señal de módulo de control del motor y el cableado ya que entrada baja. posiblemente hay un cortocircuito a masa. Sensor de composición Revisar el sensor de composición del combustible, el del combustible - señal de módulo de control del motor y el cableado ya que entrada alta. posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Sensor de temperatura del Revisar el sensor de temperatura del combustible, el combustible circuito módulo de control del motor y el cableado. defectuoso. Sensor de temperatura del Revisar el sensor de temperatura del combustible. combustible - problema de rango/funcionamiento. Sensor de temperatura del Revisar el sensor de temperatura del combustible, el combustible - señal de módulo de control del motor, además revise el entrada baja cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Sensor de temperatura del Revisar el sensor de temperatura del combustible, el combustible - señal de módulo de control del motor, además revise el entrada alta. cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Sensor de temperatura del Revisar el sensor de temperatura del combustible, el combustible - interrupción módulo de control del motor, además revise el intermitente de circuito. cableado ya que posiblemente hay una mala conexión. Sensor de presión de Revisar el sensor de presión de rampa de rampa de combustible - combustible, el módulo de control del motor y el circuito defectuoso. cableado. Sensor de presión de Revisar el sensor de presión de rampa de combustible rampa de combustible - y el cableado. problema de rango/funcionamiento. Sensor de presión de Revisar el sensor de presión de rampa de combustible rampa de combustible - y al cableado ya que posiblemente hay un señal de entrada baja. cortocircuito a masa. Sensor de presión de Revisar el sensor de presión de rampa de combustible rampa de combustible - y al cableado ya que posiblemente hay un señal de entrada alta. cortocircuito a positivo. Sensor de presión de Revisar el sensor de presión de rampa de combustible rampa de combustible - y al cableado ya que posiblemente hay una mala interrupción intermitente conexión. de circuito. Inyector circuito Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el defectuoso. cableado. Inyector 1 - circuito Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el defectuoso. cableado.
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P0202 P0203 P0204 P0205 P0206 P0207 P0208 P0209 P0210 P0211 P0212 P0213 P0214 P0215 P0216 P0217 P0220
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Inyector 2 - circuito defectuoso. Inyector 3 - circuito defectuoso Inyector 4 - circuito defectuoso Inyector 5 - circuito defectuoso Inyector 6 - circuito defectuoso. Inyector 7 - circuito defectuoso. Inyector 8 - circuito defectuoso Inyector 9 - circuito defectuoso. Inyector 10 - circuito defectuoso Inyector 11 - circuito defectuoso Inyector 12 - circuito defectuoso. Inyector de arranque en frío 1 - circuito defectuoso. Inyector de arranque en frío 2 - circuito defectuoso. Solenoide de corte de combustible circuito defectuoso. Control de reglaje de la inyección circuito defectuoso. Sobrecalentamiento del motor.
Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector de arranque en frío, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector de arranque en frío, el módulo de control del motor y el cableado. Verificar el solenoide de corte de combustible y el cableado. Verificar el solenoide de corte de combustible y el cableado.
Revisar el sistema de refrigeración, el termostato del refrigerante y el sensor de temperatura del refrigerante del motor. Sensor de posición de la Revisar el sensor de posición de la mariposa/del pedal mariposa B/sensor de acelerador, el módulo de control del motor y el posición del pedal cableado. acelerador B - circuito defectuoso. Sensor de posición de la Revisar el sensor de posición de la mariposa/del pedal mariposa B/sensor de acelerador y ajuste el cable del acelerador. posición del pedal acelerador B - problema de rango/funcionamiento. Sensor de posición de la Revisar el sensor de posición de la mariposa/del pedal mariposa B/sensor de acelerador, el módulo de control del motor y el posición del pedal del cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a acelerador B - señal de masa. entrada baja. Sensor de posición de la Revisar el sensor de posición de la mariposa/del pedal mariposa B/sensor de acelerador, el módulo de control del motor y el posición del pedal cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a acelerador B - señal de positivo. entrada alta. Sensor de posición de la Revisar el sensor de posición de la mariposa/del pedal mariposa B/sensor de acelerador, el módulo de control del motor y el posición del pedal cableado ya que posiblemente hay una mala acelerador B - interrupción conexión.
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intermitente de circuito. Relé de la bomba de combustible circuito defectuoso. Relé de la bomba de combustible - señal baja.
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Relé de la bomba de combustible - señal alta.
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Relé de la bomba de combustible - interrupción intermitente de circuito. Sensor de presión absoluta del colector A, sistema turbocompresor problema de rango/funcionamiento. Sensor de presión absoluta del colector A, sistema turbocompresor señal de entrada baja. Sensor de presión absoluta del colector A, sistema turbocompresor señal de entrada alta. Sensor de presión absoluta del colector B, sistema turbocompresor circuito defectuoso. Sensor de presión absoluta del colector B, sistema turbocompresor problema de rango/funcionamiento. Sensor de presión absoluta del colector B, sistema turbocompresor señal de entrada baja. Sensor de presión absoluta del colector B, sistema turbocompresor señal de entrada alta. Válvula de descarga del turbocompresor A circuito defectuoso. Válvula de descarga del turbocompresor A problema de rango/funcionamiento. Válvula de descarga del turbocompresor A - señal baja. Válvula de descarga del turbocompresor A - señal alta. Válvula de descarga del turbocompresor B circuito defectuoso.
Cambiar el relé de la bomba de combustible, revisar el cableado. Cambiar el relé de la bomba de combustible y revisar el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Cambiar el relé de la bomba de combustible y revisar el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Cambiar el relé de la bomba de combustible y revisar el cableado ya que posiblemente hay una mala conexión. Revisar el sistema de admisión y escape ya que posiblemente puede haber una fuga, también revise el sensor de presión absoluta del colector. Revise el sensor de presión absoluta del colector, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revise el sensor de presión absoluta del colector, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revise el sensor de presión absoluta del colector y el cableado. Revisar el sistema de admisión y escape ya que posiblemente puede haber una fuga, también revise el sensor de presión absoluta del colector. Revise el sensor de presión absoluta del colector, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revise el sensor de presión absoluta del colector, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revisar la válvula de descarga del turbocompresor y el cableado. Revisar la válvula de descarga del turbocompresor.
Revisar la válvula de descarga del turbocompresor, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revisar la válvula de descarga del turbocompresor, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revisar la válvula de descarga del turbocompresor y el cableado.
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P0253
Válvula de descarga del turbocompresor B problema de rango/funcionamiento. Válvula de descarga del turbocompresor B - señal baja. Válvula de descarga del turbocompresor B - señal alta. Bomba de inyección A, rotor/leva -circuito defectuoso. Bomba de inyección A, rotor/leva - problema de rango/funcionamiento. Bomba de inyección A, rotor/leva - señal baja.
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Bomba de inyección A, rotor/leva - señal alta.
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P0249 P0250 P0251 P0252
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Bomba de inyección de A, rotor/leva - interrupción intermitente de circuito. Bomba de inyección B, rotor/leva -circuito defectuoso. Bomba de inyección B, rotor/leva - problema de rango/funcionamiento. Bomba de inyección B, rotor/leva - señal baja.
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Bomba de inyección A, rotor/leva - señal alta.
P0255 P0256 P0257
P0260
Bomba de inyección de A, rotor/leva - interrupción intermitente de circuito. Inyector 1 - señal baja.
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Inyector 1 - señal alta.
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Cilindro 1 - fallo de contribución/equilibrio.
P0264
Inyector 2 - señal baja.
P0265
Inyector 2 - señal alta.
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Cilindro 2 - fallo de contribución/equilibrio.
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Inyector 3 - señal baja.
P0268
Inyector 3 - señal alta.
Revisar la válvula de descarga del turbocompresor. Revisar la válvula de descarga del turbocompresor, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revisar la válvula de descarga del turbocompresor, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revisar la bomba de inyección y el cableado. Revisar la bomba de inyección. Revisar la bomba de inyección, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revisar la bomba de inyección, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revisar la bomba de inyección, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay una mala conexión. Revisar la bomba de inyección y el cableado . Revisar la bomba de inyección. Revisar la bomba de inyección, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revisar la bomba de inyección, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revisar la bomba de inyección, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay una mala conexión. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado ya que puede haber un cortocircuito a masa. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado ya que puede haber un cortocircuito a positivo. Revisar el sistema de combustible, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado ya que puede haber un cortocircuito a masa. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado ya que puede haber un cortocircuito a positivo. Revisar el sistema de combustible, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado ya que puede haber un cortocircuito a masa. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el cableado ya que puede haber un cortocircuito a positivo.
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Cilindro 3 - fallo de Revisar el sistema de combustible, el módulo de contribución/equilibrio. control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el Inyector 4 - señal baja. cableado ya que puede haber un cortocircuito a masa. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el Inyector 4 - señal alta. cableado ya que puede haber un cortocircuito a positivo. Cilindro 4 - fallo de Revisar el sistema de combustible, el módulo de contribución/equilibrio. control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el Inyector 5 - señal baja. cableado ya que puede haber un cortocircuito a masa. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el Inyector 5 - señal alta. cableado ya que puede haber un cortocircuito a positivo. Cilindro 5 - fallo de Revisar el sistema de combustible, el módulo de contribución/equilibrio. control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el Inyector 6 - señal baja. cableado ya que puede haber un cortocircuito a masa. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el Inyector 6 - señal alta. cableado ya que puede haber un cortocircuito a positivo. Cilindro 6 - fallo de Revisar el sistema de combustible, el módulo de contribución/equilibrio. control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el Inyector 7 - señal baja. cableado ya que puede haber un cortocircuito a masa. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el Inyector 7 - señal alta. cableado ya que puede haber un cortocircuito a positivo. Cilindro 7 - fallo de Revisar el sistema de combustible, el módulo de contribución/equilibrio. control del motor y el cableado. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el Inyector 8 - señal baja. cableado ya que puede haber un cortocircuito a masa. Revisar el inyector, el módulo de control del motor y el Inyector 8 - señal alta. cableado ya que puede haber un cortocircuito a positivo. Cilindro 8 - fallo de Revisar el sistema de combustible, el módulo de contribución/equilibrio. control del motor y el cableado. Revisar posibles fugas u obstrucciones en el tubo Sistema de recirculación flexible, realizar el ajuste básico, revisar el cableado, de gases de escape - flujo la válvula de recirculación de gases de escape, el defectuoso. solenoide de recirculación de gases de escape y el módulo de control del motor. Sistema de recirculación Revisar posibles fugas u obstrucciones en el tubo de gases de escape - flexible, realizar el ajuste básico, revisar el cableado, detectado flujo la válvula de recirculación de gases de escape, el insuficiente. solenoide de recirculación de gases de escape y el módulo de control del motor. Sistema de recirculación Revisar posibles fugas u obstrucciones en el tubo de gases de escape - flexible, realizar el ajuste básico, revisar el cableado, detectado flujo excesivo. la válvula de recirculación de gases de escape, el solenoide de recirculación de gases de escape y el módulo de control del motor. Recirculación de gases de Revisar el solenoide de recirculación de gases de escape circuito escape, el módulo de control del motor y el cableado. defectuoso. Sistema de recirculación Revisar el solenoide de recirculación de gases de de gases de escape - escape, el cableado y una posible fuga u obstrucción problema de en el tubo flexible. rango/funcionamiento.
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Sensor de posición de la válvula de recirculación de gases de escape A - señal de entrada baja. Sensor de posición de la válvula de recirculación de gases de escape A - señal de entrada alta. Sensor de posición de la válvula de recirculación de gases de escape B - señal de entrada baja. Sensor de posición de la válvula de recirculación de gases de escape B - señal de entrada alta. Sensor de recirculación de gases de escape A circuito defectuoso. Sistema de inyección de aire secundario defectuoso. Sistema de inyección de aire secundario detectado flujo incorrecto. Sistema catalizador, bloque 1 - eficiencia por debajo del umbral. Catalizador delantero, bloque 1 - eficiencia por debajo del umbral. Catalizador principal, bloque 1 - eficiencia por debajo del umbral. Catalizador calentado, bloque 1 - eficiencia por debajo del umbral. Catalizador calentado, bloque 1 - temperatura por debajo del umbral. Sensor de temperatura del catalizador, bloque 1.
Revisar el sensor de posición de la válvula de recirculación de gases de escape, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revisar el sensor de posición de la válvula de recirculación de gases de escape, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revisar el sensor de posición de la válvula de recirculación de gases de escape, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revisar el sensor de posición de la válvula de recirculación de gases de escape, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revisar el sensor de posición de la válvula de recirculación de gases de escape, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay una mala conexión. Revisar la válvula de inyección de aire secundario, el solenoide de inyección de aire secundario, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar la bomba de inyección de aire secundario, la válvula de inyección, los tubos flexibles de la inyección de aire secundario y el cableado. Revisar el catalizador, el sensor calentado de oxigeno y el cableado. Revisar el catalizador, el sensor calentado de oxigeno y el cableado. Revisar el catalizador, el sensor calentado de oxigeno y el cableado. Revisar el catalizador, el sensor calentado de oxigeno y el cableado. Revisar el catalizador, el sensor calentado de oxigeno y el cableado. Revisar el sensor de temperatura del catalizador, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay una mala conexión. Revisar el sensor de temperatura del catalizador y el cableado ya que posiblemente hay una mala conexión. Revisar el sensor de temperatura del catalizador, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revisar el sensor de temperatura del catalizador, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revise el cableado y cambie la válvula de control de emisiones.
Sensor de temperatura del catalizador, bloque 1 rango/funcionamiento. Sensor de temperatura del catalizador, bloque 1 señal de entrada baja. Sensor de temperatura del catalizador, bloque 1 señal de entrada alta. Válvula de control de emisiones por evaporación - circuito defectuoso. Válvula de control de Revise el cableado y cambie la válvula de control de emisiones por emisiones. evaporación - circuito
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abierto. Válvula de control de emisiones por evaporación cortocircuito. Sensor de nivel del depósito de combustible circuito defectuoso. Sensor de nivel del depósito de combustible problema de rango/funcionamiento. Sensor de nivel del depósito de combustible señal de entrada baja. Sensor de nivel del depósito de combustible señal de entrada alta. Sensor de nivel del depósito de combustible interrupción intermitente de circuito. Sensor de presión de los gases de escape - circuito defectuoso. Sensor de presión de los gases de escape problema de rango/funcionamiento. Sensor de presión de los gases de escape - señal de entrada baja. Sensor de presión de los gases de escape - señal de entrada alta. Sensor de presión de los gases de escape interrupción intermitente de circuito. Sistema de recirculación de gases de escape, control de posición de la mariposa circuito defectuoso. Sistema de recirculación de gases de escape, control de posición de la mariposa rango/funcionamiento. Sistema de recirculación de gases de escape señal baja. Sistema de recirculación de gases de escape señal alta.
Cambie la válvula de control de emisiones y revise el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito. Revise el sensor de nivel del depósito de combustible, el módulo de control del motor y el cableado. Revise el sensor de nivel del depósito de combustible.
Revise el sensor de nivel del depósito de combustible, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revise el sensor de nivel del depósito de combustible, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revise el sensor de nivel del depósito de combustible, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay una mala conexión. Revisar el sensor de presión de los gases de escape, el módulo de control del motor y el cableado. Revisar el sensor de presión de los gases de escape.
Revisar el sensor de presión de los gases de escape, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Revisar el sensor de presión de los gases de escape, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo. Revisar el sensor de presión de los gases de escape, el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay una mala conexión. Revisar el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay una mala conexión.
Revisar el módulo de control del motor y el cableado ya que posiblemente hay una mala conexión.
Cambiar la válvula de recirculación de gases de escape y revisar el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a masa. Cambiar la válvula de recirculación de gases de escape y revisar el cableado ya que posiblemente hay un cortocircuito a positivo.
CÓDIGO FUENTE 34
package inyeccionelectronica; public class TesisExpertos implements FuzzyInferenceEngine { //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++// // Membership function of an input variable // //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++// private abstract class InnerMembershipFunction { double min, max, step; abstract double param(int i); double center() { return 0; } double basis() { return 0; } abstract double isEqual(double x); double isSmallerOrEqual(double x) { double degree=0, mu; for(double y=max; y>=x ; y-=step) if((mu = isEqual(y))>degree) degree=mu; return degree; } double isGreaterOrEqual(double x) { double degree=0, mu; for(double y=min; ydegree) degree=mu; return degree; } double isEqual(MembershipFunction mf) { if(mf instanceof FuzzySingleton) { return isEqual( ((FuzzySingleton) mf).getValue()); } if((mf instanceof OutputMembershipFunction) && ((OutputMembershipFunction) mf).isDiscrete() ) { double[][] val = ((OutputMembershipFunction) mf).getDiscreteValues(); double deg = 0; for(int i=0; i
